用非零值初始化双数组（BLAS）

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我已经分配了一个大的双向量，假设有 100000 个元素。在我的代码中的某个时刻，我想将所有元素设置为一个常量、非零值。如果不对所有元素使用 for 循环，我该如何做到这一点？ 如果有帮助的话，我也在使用 BLAS 包。

c++ c blas
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你可以使用

std::fill
（
#include <algorithm>
）：

std::fill(v.begin(), v.end(), 1);

这当然也只是一个循环..

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'fill'从你说的是对的。

请注意，也可以构造一个充满指定值的向量：

std::vector<double> vec(100000, 3.14);

所以如果“在某个时候”的意思是“施工后立即”，请改为执行此操作。此外，这意味着您可以这样做：

std::vector<double>(100000, 3.14).swap(vec);

如果“在某个时候”意味着“在更改大小后立即”，并且您期望/希望重新分配向量（“期望”如果您使其大于其先前的容量，“希望”如果你让它变得更小并希望它被修剪以节省内存）。

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如果你不想循环，你总是使用

memset()
。

也就是说，

memset(myarr, 5, arrsize);
，以便用所有 5 填充它。当心隐式转换为无符号字符。

概要

 #include <string.h>

 void *
 memset(void *b, int c, size_t len);

描述

 The memset() function writes len bytes of value c (converted to an
 unsigned char) to the byte string b.

如果向量很大，并且您需要它运行得很快并且您正在使用 gcc，那么：

块移动代码生成（memcpy） 块集 (memset) 被重写。 GCC 现在可以选择最佳算法 （循环，展开循环，指令与 rep 前缀或库调用）基于 正在复制的块的大小和 正在优化的 CPU。

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不幸的是其他答案没有按照提示进行操作，OP 想要将数组的元素设置为零。 使用 BLAS 而不是更多惯用函数（例如 

memset
或 
fill
）可能有多种原因。 例如 BLAS 操作可以线程化。 此外，
memset
和 
fill
不提供开箱即用的 strided 操作。

乍一看，BLAS 库似乎没有提供这样的功能，但是，有两个选项：

  1. 可以为此利用 BLAS 函数 
    xSCAL
    （
    x
    可以是 
    s
    、
    d
    、
    c
    、
    z
    对于不同的数字类型）。

SCAL
进行比例运算 
V <- a*V
。 对于 
a = 0
它将元素设置为零（大部分）。

  1. 使用
    xCOPY
    ，并从堆栈内存中复制一个零。

下面的完整代码。

两种方法都有其自身的问题，第一种策略依赖于任意浮点数 x 的任意

x*0.0 == 0.0
。 
x == NAN
或 
x == infinity
在技术上是不正确的（两种情况均有说明）。 也许 BLAS 可以以不符合 IEEE 的方式进行编译，实际上可以做到这一点。 无论如何，如果出于某种原因您知道原始值是常规数字，那么您可以使用它。

第二个更健壮，但依赖于 BLAS 接受零步幅值。 （BLAS 是在 70 年代用 Fortran 语言发明和编码的，当时还没有发明整数零。） 我知道的大多数实现都允许零增量，至少对于

xCOPY
。 它还需要从某处取出“第一个”零；在这个例子中只是在堆栈中创建。 （如果您要推广到 GPU BLAS (cuBLAS)，那么您需要在 GPU 中分配这个零。）

所以，换句话说，您必须了解您的平台和可用的 BLAS。

#include<cstdint>
#include<iostream>
#include<limits>

extern "C" {
void sscal_(int32_t const& n, float const& a, float* x, int32_t const& incx);
void scopy_(int32_t const& n, float const* x, int32_t const& incx, float* y, int32_t const& incy);
}

void set_zero_1(int32_t n, float* x, int incx) {
  sscal_(n, 0.0F, x, incx);
}

void fill_value(int32_t n, float* x, int incx, float const* value_ptr) {
  scopy_(n, value_ptr, 0, x, incx);
}

void set_zero_2(int32_t n, float* x, int incx) {
  float const value = 0.0F;  // can also be allocated or be a global if necessary
  fill_value(n, x, incx, &value);
}

int main() {
  float X[12] = {
    99.9, 0.0, 0.0, 
    std::numeric_limits<float>::quiet_NaN(), 0.0, 0.0, 
    std::numeric_limits<float>::infinity(), 0.0, 0.0, 
    99.9, 0.0, 0.0
  };
//set_zero_1(                 4,            &X[0],            3);  // this fails because NAN and INF
  set_zero_2(/*num elements*/ 4, /*origin*/ &X[0], /*stride*/ 3);
  for(int i = 0; i != 12; i += 3) std::cout << X[i] << std::endl;  // prints zeros
}

这样使用。它将打印零。

$ c++ a.cpp -L/opt/intel/oneapi/mkl/2023.0.0/lib/intel64 -lmkl_rt 
$ export LD_LIBRARY_PATH=/opt/intel/oneapi/mkl/2023.0.0/lib/intel64
$ ./a.out
0
0
0
0

奖金，也有这种方式，但它依赖于 BLAS 是顺序的，并且它不能并行化或矢量化任何操作来使其工作，所以它可能是最糟糕的选择。

void set_zero_3(int32_t n, float* x, int incx) {
  *x = 0.0F;  // set one element to zero, somehow. (see note above about memory that is not accessible from the CPU)
  scopy_(n - 1, x, incx, x + incx, incx);
}
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