PU STD :: Vector > (N) .Data () Salotto essere reinterpret_cast su FFTWQ_Complex *?

Question

Non mi aspettavo davvero che il seguente esempio funzioni, ma in effetti lo fa (G ++ 4.6.4, con --std= c ++ 0x):

#include <boost/multiprecision/float128.hpp> 
#include <blitz/array.h>
#include <fftw3.h>


int main(int /*argc*/, char** /*argv*/)
{
    //these are the same
    std::cout << sizeof(std::complex<boost::multiprecision::float128>) << " " << sizeof(fftwq_complex) << std::endl;


    typedef std::vector< std::complex<boost::multiprecision::float128> >   boost128cvec;
    //typedef std::vector<std::complex<boost::multiprecision::float128> , fftw::allocator< std::complex<boost::multiprecision::float128> > >   boost128cvec;

    //declare a std::vector consisting of std::complex<boost::multiprecision::float128>
    boost128cvec test_vector3(12);

    //casting its data storatge to fftwq_complex*
    fftwq_complex* test_ptr3 = reinterpret_cast<fftwq_complex*>(test_vector3.data());

    //also create a view to the same data as a blitz::Array
    blitz::Array<std::complex<boost::multiprecision::float128>, 1> test_array3(test_vector3.data(), blitz::TinyVector<int, 1>(12), blitz::neverDeleteData);

    test_vector3[3] = std::complex<boost::multiprecision::float128>(1.23,4.56);

    //this line would not work with std::vector
    test_array3 = sin(test_array3);

    //this line would not work with the built-in type __float128
    test_vector3[4] = sin(test_vector3[3]);

    //all of those print the same numbers
    std::cout << "fftw::vector: " << test_vector3[3].real()       << " + i " << test_vector3[3].imag() << std::endl;
    std::cout << "fftw_complex: " << (long double)test_ptr3[3][0] << " + i " << (long double)test_ptr3[3][1] << std::endl;
    std::cout << "blitz:        " << test_array3(3).real()        << " + i " << test_array3(3).imag() << std::endl << std::endl;

}

.

Due osservazioni:

.
• L'obiettivo è quello di poter utilizzare sia fftw e operazioni generacodicitagCodeTagCode sugli stessi dati senza la necessità di copiarli in giro contemporaneamente in grado di utilizzare Generico funzioni come blitz::Array anche per variabili complesse con Quad Precision La parte sin() funziona bene, che è prevista.Ma la sorpresa (a me) era che la parte blitz funziona anche bene.
• Il fftwq_complex* è un semplice sostituto del fftw::allocator che utilizzerà std::allocator per assicurare il corretto allineamento SIMD, ma non è importante per questa domanda, quindi l'ho lasciato fuori (almeno penso che questo non sia importante per questa domanda) .

La mia domanda è: quanto è sottile il ghiaccio sto facendo un passo avanti?

Answer 1

Sei abbastanza salvo:

.
• std::vector è compatibile con un array C (è possibile accedere a un puntatore al primo elemento tramite vector.data(), come risposta in Questa domanda
• std::complex<T> è progettato per essere compatibile con una serie di forme T[2], che è compatibile con FFTW. Questo è descritto in Documentazione FFTW

  .

  C ++ ha la propria classe di modello complessa, definita nel file di intestazione standard. Secondo quanto riferito, il comitato degli standard C ++ ha recentemente accettato di accendere che il formato di archiviazione utilizzato per questo tipo sia compatibile con il tipo binario con il tipo C99, I.e. Un array T [2] con parti reali [0 0] e immaginarie consecutive. (Vedi rapporto http://www.open -std.org/JTC1/SC22/WG21/Docs/Papers/2002/N1388.pdf WG21 / N1388.) Anche se non parte dello standard ufficiale come di questa scrittura, la proposta ha dichiarato che: "Questa soluzione ha stato testato con tutte le attuali implementazioni principali della biblioteca standard e ha dimostrato di lavorare. " Nella misura in cui questo è vero, se hai un complesso variabile * X, è possibile passarlo direttamente a FFTW tramite reinterpret_cast (X).

L'unica cosa da tenere a mente è che il data() viene invalidato se si aggiungono valori al tuo vettore.

---

Per l'ultima parte c'è la compatibilità tra boost::multiprecision::float128 e __float128. La documentazione boost non fornisce alcuna garanzia a riguardo. Ciò che può essere fatto tuttavia, è aggiungere alcune asserzioni statiche nel codice, che non riescono se la conversione non è possibile. Questo potrebbe sembrare questo:

static_assert(std::is_standard_layout<float128>::value,"no standard type");
static_assert(sizeof(float128) == sizeof(__float128),"size mismatch");

.

dove sizeof garantisce la stessa dimensione del tipo di boost e __Float128 e IS_STANDARD_Layout controlla che:

.

Un puntatore a una classe di layout standard può essere convertito (con reinterpret_cast) a un puntatore al primo membro dei dati non statici e viceversa.

Certo, questo dà suggerimenti solo se funziona alla fine, come non puoi dire se il tipo è davvero un __float128, ma AB Boost afferma che il loro tipo è un involucro sottile attorno ad esso, dovrebbe andare bene. Se i loro sono cambiamenti in progettazione o struttura di float128, le asserzioni statiche dovrebbero fallire.