将对齐的内存用于 Fortran FFT (FFTW)，而不会发生内存泄漏

Question

我想使用FFTW的现代Fortran接口，但允许简单的函数调用，如ifftshift(fft_c2c(vec(*exp(vec((等。这是我对如何做到这一点的理解(我也明白每次打电话都做一个新计划并不是最有效的事情(。目前此代码正常运行(返回正确的结果(;但是，存在内存泄漏，因此重复调用会导致丢失。不过我不太确定在哪里！我曾希望返回变量"fft"与唯一未释放的内存的关联不会导致泄漏，但这显然不是真的。我错过了什么，我怎样才能更好地用适当的现代 fortran 来构建我想做的事情？谢谢！

function fft_c2c(x) result(fft)                                               
integer :: N                                                                
type(C_PTR) :: plan                                                         
complex(C_DOUBLE_COMPLEX), pointer :: fft(:)                                
complex(C_DOUBLE_COMPLEX), dimension(:), intent(in) :: x                    
! Use an auxiliary array that is allocated with fftw_alloc_complex          
! to ensure memory alignment for performance, see FFTW docs                 
complex(C_DOUBLE_COMPLEX), pointer :: x_align(:)                            
type(C_PTR) :: p                                                            
N = size(x)                                                                 
p = fftw_alloc_complex(int(N, C_SIZE_T))                                    
call c_f_pointer(p, fft, [N]);                                              
p = fftw_alloc_complex(int(N, C_SIZE_T))                                    
call c_f_pointer(p, x_align, [N]);                                          
plan = fftw_plan_dft_1d(N, x_align, fft, FFTW_FORWARD, FFTW_MEASURE);       
! FFTW overwrites x_align and fft during planning process, so assign        
! data here                                                                 
x_align = x                                                                 
call fftw_execute_dft(plan, x_align, fft);                                  
call fftw_free(p);                                                          
end function fft_c2c                                                          

Answer 1

你不能轻易做到这一点。您正在 Fortran 上强制输入"现代"="一切都是一个函数"，在这里它不太适合(或根本不适合(。

对于 meory 泄漏，规则很简单 - 释放所有指针。将它们用于结果变量可以保证内存泄漏。如果需要本地分配的对齐内存，则需要本地分配它，将数据复制到那里，将数据复制出来并解除分配。

Fortran 中的每个指针都需要显式释放，没有引用计数或垃圾回收来为您释放它们。

您考虑仅使用带有适当标志的非对齐内存并测量差异，无论如何您似乎都不关心最佳性能。

最后，在每次转换之前执行FFTW_MEASURE不仅"不是最有效的事情"，而且绝对是性能灾难。您至少应该使用FFTW_ESTIMATE来缓解它。