Objek Petsc Mat di kelas

Question

[Relatif baru untuk Petsc] Saya sedang menulis proyek berorientasi objek dan ide saya adalah memiliki objek paralel ketika pengguna membangun objek dengan argumen MPI. Jadi memiliki data anggota Mat dan mengisi / merakitnya di konstruktor. Meskipun saya kesulitan melakukan ini dengan benar, jadi itulah pertanyaan pertama saya (lihat di bawah kode. Harap beri tahu saya jika Anda memerlukan contoh kerja minimal untuk men-debug). Pertanyaan umum kedua saya adalah bagaimana Anda akan melakukan ini? Bagaimana Anda berinteraksi dengan objek ini tanpa merusak enkapsulasi dan memiliki praktik umum yang baik?

Berikut ini contoh yang saya pikirkan, pertama file hpp

   class Toperator {
   public:
     /// Toperator: $T = \Del^2 + \frac{l(l+1)}{2x^2}$
     Toperator(std::shared_ptr<FEMDVR> a_radial_grid, const int &a_lmax_times_2);
  
     Toperator(const PetscMPIInt &a_numprocs, const PetscMPIInt &id,
               std::shared_ptr<FEMDVR> a_radial_grid, const int &a_lmax_times_2);
  
     /// Destructor
     ~Toperator();
  
     /// Needed to destroy the TXX Petsc Matrix
     void destroyTXXPetscMatrix();
  
     /// Needed to destroy the TIXX Petsc Matrix
     void destroyTIXXPetscMatrix();
  
     /// Returns the TXX Petsc Matrix, i.e. return type Mat
     Mat getTXXPetscMat();
  
     /// Returns the TIXX Petsc Matrix, i.e. return type Mat
     Mat getTIXXPetscMat();
  
     /// Getter for the T operator in the DVR representation.
     std::complex<double> getTXX(int index) const;
  
     /// Getter for the inverse of the T operator in the DVR representation.
     /// Used in the poison solution for $\frac{1}{|r_1-r_2|}.
     std::complex<double> getTIXX(int index) const;
  
   private:
     std::unique_ptr<std::complex<double>[]> m_dvr_rep, m_inverse_dvr_rep;
     Mat m_TXX, m_TIXX;
   };

Satu hal yang perlu diperhatikan, saya ingin membuat destruktor khusus yang menghancurkan objek Petsc Mat tetapi tidak yakin bagaimana melakukannya. Secara umum, bagaimana Anda akan berinteraksi dengan objek Mat ini di sebuah kelas? Saya baru saja mengembalikan seluruh Mat tetapi tidak yakin apakah ini berhasil. Padahal, saya ingin mendengar desain yang lebih baik!

Sekarang implementasi konstruktor paralel (saya tidak yakin tentang inisialisasi Mat dalam daftar anggota).

Toperator::Toperator(const PetscMPIInt &a_numprocs, const PetscMPIInt &id,
                     std::shared_ptr<FEMDVR> a_radial_grid,
                     const int &a_lmax_times_2)
    : m_dvr_rep(std::unique_ptr<std::complex<double>[]>(
          new std::complex<double>[a_radial_grid->getNbas() *
                                   a_radial_grid->getNbas() *
                                   a_lmax_times_2]())),
      m_inverse_dvr_rep(std::unique_ptr<std::complex<double>[]>(
          new std::complex<double>[a_radial_grid->getNbas() *
                                   a_radial_grid->getNbas() *
                                   a_lmax_times_2]())), m_TXX(nullptr), m_TIXX(nullptr) {
  PetscErrorCode ierr;
  PetscInt nbas = a_radial_grid->getNbas();
  ierr = MatCreate(PETSC_COMM_WORLD, &m_TXX);
  ierr = MatSetSizes(m_TXX, PETSC_DECIDE, PETSC_DECIDE, a_lmax_times_2,
                     nbas * nbas);
  ierr = MatSetFromOptions(m_TXX);
  ierr = MatSetUp(m_TXX);

  int start, end;
  MatGetOwnershipRange(m_TXX, &start, &end);

  for (int l = start; l < end; ++l) {
    for (int i = 0; i < nbas; ++i) {
      for (int j = 0; j < nbas; ++j) {
        if (i == j) {
          int index = i * nbas + j;
          PetscScalar tmp_TXX = a_radial_grid->getLaplacian(i * nbas + j) +
                                (std::complex<double>)(l * (l + 1)) /
                                    pow(a_radial_grid->getPoint(j), 2);
          /* MatSetValue(m_TXX, l, index, tmp_TXX, ADD_VALUES); */
          MatSetValues(m_TXX, 1, &l, 1, &index, &tmp_TXX, INSERT_VALUES);
        } else {
          int index = i * nbas + j;
          PetscScalar tmp_TXX = a_radial_grid->getLaplacian(i * nbas + j);
          /* MatSetValue(m_TXX, l, index, tmp_TXX, ADD_VALUES); */
          MatSetValues(m_TXX, 1, &l, 1, &index, &tmp_TXX, INSERT_VALUES);
        }
      }
    }
  }
  MatAssemblyBegin(m_TXX, MAT_FINAL_ASSEMBLY);
  MatAssemblyEnd(m_TXX, MAT_FINAL_ASSEMBLY);
}

Toperator::~Toperator() {}

void Toperator::destroyTXXPetscMatrix() { MatDestroy(&m_TXX); }

void Toperator::destroyTIXXPetscMatrix() { MatDestroy(&m_TIXX); }

Mat Toperator::getTXXPetscMat() { return m_TXX; }

Mat Toperator::getTIXXPetscMat() { return m_TIXX; }

std::complex<double> Toperator::getTXX(int index) const {
  return m_dvr_rep[index];
}

std::complex<double> Toperator::getTIXX(int index) const {
  return m_inverse_dvr_rep[index];
}

MatSetValues ​​tidak berfungsi dengan benar. Ini hasilnya. Sepertinya hanya iterasi dan bukan nilai laplacian saya.

 local_row 19 local_column 8
Mat Object: 2 MPI processes
  type: mpiaij
row 0: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 1: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 2: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 3: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 4: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 5: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 6: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 7: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 8: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 9: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 10: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 11: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 12: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 13: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 14: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 15: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 16: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 17: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)
row 18: (0, 1.)  (1, 0.)  (2, 0.)  (3, 0.)  (4, 0.)  (5, 0.)  (6, 0.)  (7, 0.)

Berikut adalah kode sekuensial yang berfungsi

  int nbas = a_radial_grid->getNbas();
  for (int l = 0; l < a_lmax_times_2; ++l) {
    for (int i = 0; i < nbas; ++i) {
      for (int j = 0; j < nbas; ++j) {
        if (i == j) {
          m_dvr_rep[l * nbas * nbas + i * nbas + j] =
              a_radial_grid->getLaplacian(i * nbas + j) +
              (std::complex<double>)(l * (l + 1)) /
                  pow(a_radial_grid->getPoint(j), 2);
        } else {
          m_dvr_rep[l * nbas * nbas + i * nbas + j] =
              a_radial_grid->getLaplacian(i * nbas + j);
        }
      }
    }
  }

Dalam potongan kode ini, m_dvr_rep adalah Mat Hewan Peliharaan yang saya coba buat secara Paralel. Seperti yang Anda lihat, saya berjalan melintasi tiga loop jadi saya tidak yakin bagaimana memetakan struktur ini ke Mat tetapi Anda dapat melihat upaya saya di atas. Ketika saya melihat Matrix itu hanya memiliki iterasi di dalamnya jadi saya pikir saya melakukan sesuatu yang konyol.

Answer 1

Jika Anda mencari contoh, lihat MatrixBasekelasnya di sini:https://github.com/dealii/dealii/blob/master/include/deal.II/lac/petsc_matrix_base.h https://github.com/dealii/dealii/blob/master/source/lac/petsc_matrix_base.cc

Answer 2

1. Letakkan MatDestroy di destruktor Anda.
2. Logika Anda untuk menyetel elemen benar-benar salah. Solusi termudahnya adalah:

// barang

for ( .... i .... )
   for ( ... j ... )
      for ( .... l ... )
         globalnumber = l * nbas * nbas + i * nbas + j
         if ( globalnumber>=low && globalnumber<high ) 
            MatSetValue