使用嵌套隐式循环将二维数组写入无格式文件的最优方法

核心结论 #

要不要转置优化完全取决于你处理的数组规模，不存在统一的最优方案：

• 数组规模较小（单个数组内存占用低于1GB）时，I/O开销确实远高于内存访问的开销，你当前的写法完全够用，没必要做转置优化。转置需要额外的内存拷贝开销，反而会拖慢整体执行速度。
• 数组规模极大（单个数组内存占用超过4GB、维度达到数万级别）时，转置后写入的收益会明显体现，值得做优化。

具体原因解释 #

Fortran默认采用列优先的内存存储顺序，你当前用的隐含Do循环是行优先遍历：

write(fileid, pos = pos) ((var(i,j),j=1,size(var,2)),i=1,size(var,1))

这种写法每次取var(i,j)之后下一次访问的是var(i,j+1)，对应内存地址差了size(var,1)个元素的步长，属于跳步访问，缓存命中率低。
如果先把数组转置为临时数组，再直接写入整个临时数组，内存访问是连续的，缓存命中率拉满，同时磁盘I/O也是连续块写入，超大数组场景下整体性能能提升30%以上。

折中方案 #

如果不想承担全量转置的内存开销，也可以采用分块写入的方式：将数组划分为适配CPU缓存大小的块，块内按列优先读取攒出一行数据再写入，兼顾内存占用和访问性能。

注意：无格式文件的字节顺序和写入顺序完全一致，如果你调整了写入时的数组顺序，后续读取文件时也要对应调整遍历顺序，避免数据错位。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bbercz