在Fortran中实现numpy样快速插值
我有一个数值例程，我需要运行它来求解某个方程，其中包含几个嵌套的四个循环。最初，我将这个例程写入Python中，使用numba.jit实现可接受的性能。然而，对于较大的系统规模，这个方法变得非常慢，所以我一直在将例程重写为Fortran，希望能够实现加速。然而，我发现我的Fortran版本比Python中的第一个版本慢得多，比第一个版本慢了2-3倍。
我相信瓶颈是一个线性插值函数，它在每个最里面的循环上被调用。在Python实现中，我使用numpy.interp，它与numba.jit结合起来似乎非常快。在Fortran中，我编写了我自己的插值函数，它是这样的：
complex*16 function interp(x_dat, y_dat, N_dat, x)
implicit none
integer, intent(in) :: N_dat
real*8, dimension(N_dat), intent(in) :: x_dat
complex*16, dimension(N_dat), intent(in) :: y_dat
real*8, intent(in) :: x
complex*16 :: y, y1, y2
integer :: i, i1, i2, im
if(x <= x_dat(1)) then
y = y_dat(1)
else if(x >= x_dat(N_dat)) then
y = y_dat(N_dat)
else
im = MINLOC(DABS(x_dat - x), DIM=1)
if(x_dat(im) >=x ) then
i1 = im
i2 = im - 1
else
i1 = im + 1
i2 = im
end if
y1 = y_dat(i1)
y2 = y_dat(i2)
y = y1 + (x-x_dat(i1))*(y2 - y1)/(x_dat(i2) - x_dat(i1))
end if
interp = y
return
end function interp注意，我需要插值复杂的数据。如果我的诊断是正确的，这个函数比numpy.interp慢得多，因为插值必须在每个循环中调用，大大降低了整个程序的速度。
有没有人知道在Fortran中是否有实现像插值速度一样的Numpy的方法？或者，如果我的插值函数，如上面所示，在某种程度上效率很低？我还没有多少编码Fortran的经验。
谢谢!
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2022-02-06 13:40:02
如果你想让我们做得比猜测更好的话，请看一下@IanBush的评论。
im = MINLOC(DABS(x_dat - x), DIM=1)这占用了您所有的时间，因为这一行是O(N)大小的x_dat，其他的都是O(1)。
如果x_dat是线性行距的，那么您可以用
im = 1 + nint((N_dat-1)*(x-x_dat(1))/(x_dat(N_dat)-x_dat(1)))或者更好的方法是跳过im，计算i1和i2
i1 = 1 + floor((N_dat-1)*(x-x_dat(1))/(x_dat(N_dat)-x_dat(1)))
i2 = i1 + 1如果x_dat不是线性行距，而是具有其他有用的属性，那么如果可能的话，您希望使用这些属性来计算im。
https://stackoverflow.com/questions/71007062
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