在Fortran中内联函数

Question

在Fortran项目中，我们使用二进制搜索来查找所需的值：

integer function binsearch(tab, el)
  implicit none

  real, intent(in) :: tab(:), el
  integer :: a, b, mid

  a = 1
  b = size(tab)

  do while (b - a > 1)
    mid = (a + b)/2
    if (el >= tab(mid)) then
      a = mid
    else
      b = mid
    endif
    ! if (el < tab(mid + 1)) exit ! BAD OPTIMIZATION !
  enddo

  binsearch = a
end function binsearch

稍后我们只是使用它

foo = binsearch(tab, el)

不幸的是，周围的例程被大量使用，BAD OPTIMIZATION将总执行时间提高了一半。所以我考虑了内联函数来降低通话费用。

是否有可能将此功能标记为内联？在C中有关键字inline，这是对编译器的建议 - 在Fortran 2008中有这样的东西吗？

为了代码清晰，我不想复制粘贴这个。

Answer 1

这取决于编译器。我可以验证这适用于Cray和英特尔Fortran编译器，但声明略有不同。

Cray编译器：

!dir$ forceinline :: frob

这将强制编译器内联函数frob。您将它放在函数定义的正上方。

Intel编译器：

!dir$ attributes forceinline :: frob

我没有看到gcc / gfortran目前有这些选项。

两个编译器的手册都涵盖了这一点。

Answer 2

在Fortran中，与C中的inline没有直接的类比;始终由编译器决定哪些函数是内联的。最重要的是编译具有高优化级别的代码以打开积极的内联（例如gfortran中的-Ofast，ifort中的-fast）。此外，您可能希望启用“链接时优化”（gfortran中的-flto，ifort中的-ipo），以便编译器可以在链接时根据需要内联不同源文件中的函数。

但是，有一些方法可以重写代码，增加内联的机会。一种这样的方法是明确地将函数标记为pure（即没有副作用的函数），因为这样的含义使编译器更容易优化对它的调用。换一种说法：

pure function binsearch(tab, el) result(r)
  real, intent(in) :: tab(:), el
  integer          :: r, a, b, mid

  ...
end function

如果你可以将binsearch重写为你正在使用它的任何函数内的嵌套函数，那么很可能编译将替换函数体对tab的函数调用或快速的goto语句，即使你没有更改编译选项。在这种情况下：

subroutine some_other_thing()
  ...

  ! Do the search
  i = binsearch(tab, el)

  ...

contains
  pure function binsearch(tab, el) result(r)
    real, intent(in) :: tab(:), el
    integer          :: r, a, b, mid

    ...
  end function
end subroutine