Fortran:稀疏数组或列表

Question

在Fortran中是否有稀疏数组、或等效的lists的实现。

在大数据集的计算阶段，我们把一个n=10000大小的数组传递给一个子程序来做一些事情。例如，在其中查找相似的元素，并按顺序列出每个项目的元素。也就是说，对于第一项，通过列表(数组)查找所有类似的项目，并存储结果标记。生成的结果可能与每个元素的列表一样大。注意，对于标准，我们使用的相似性是不对称的，这意味着我们需要完全迭代所有项目的计算。因此，根据所使用的标准，所产生的长度可能各不相同。因此，存储所有结果需要稀疏数组/列表，这在Python中可用，如下所示：

R = an array             # an array
L = []                   # list initialization
for e in R:              # iteration on all elements of R 
    r = similars(e,R,criteria)  # r is array & different in size for each element
    L.append(r)          # store the ranks in list L

为了简单起见，现在我们在Fortran中使用通常的数组，而对于n<=1000，它是n*n。正如您所看到的，对于较大的尺寸来说，这是一个非常低效的想法。有解决办法吗？

Answer 1

没有链接列表的解决方案。

这里，假设向量"r“包含双精度值。

请注意，此解决方案不使用指针，只使用可分配的数组，因此可以避免内存泄漏。重新分配的数量是有限的(log2(列表%n))，但是一个人接受分配列表%结果的大小大于实际需要(最多两次)。

最后，在列表中复制向量"r“(在python版本中不是这样)。

module extendable_list

implicit none

type result_type
  double precision,allocatable :: vector(:)
end type

type list_type
  integer :: n
  type(result_type),allocatable :: result(:)
end type

contains

subroutine append(list,r)
  type(list_type),intent(inout) :: list
  double precision,intent(in)   :: r(:)
  type(result_type),allocatable :: temporary(:)
  integer :: i
  if(.not.allocated(list%result)) then
    allocate(list%result(10))
    list%n=0
  else if(list%n >= size(list%result)) then
    allocate(temporary(2*list%n))
    do i=1,list%n
      call move_alloc(list%result(i)%vector,temporary(i)%vector)
    enddo
    call move_alloc(temporary,list%result)
  endif
  list%n=list%n+1
  allocate(list%result(list%n)%vector(size(r)))
  list%result(list%n)%vector=r
end subroutine

end module

program main
  use extendable_list
  implicit none
  type(list_type) :: list
  integer :: i
  do i=1,10
    call append(list,(/1.d0,3.d0/))
    call append(list,(/7.d0,-9.d0,45.d0/))
  enddo
  do i=1,list%n
    write(*,*) list%result(i)%vector
  enddo
end program

结果：

coul@b10p5001:~/test$ ifort t65.f90
coul@b10p5001:~/test$ ./a.out
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     
   1.00000000000000        3.00000000000000     
   7.00000000000000       -9.00000000000000        45.0000000000000     

Answer 2

您可能对通过ISO绑定使用朱迪阵列感兴趣.它为您提供了动态稀疏数组的功能。否则，我会推荐Francois解决方案，如果需要的话，可以添加一个额外的排序条目列表来执行对给定值的二进制搜索。在我的经验中，这两种方法运作得都很好。