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std::complex<double>我想使用 Boost.MPI传输大量数字。在Boost.MPI 教程中解释说

为了获得不包含任何指针的小型固定长度数据类型的最佳性能，使用 Boost.MPI 和 Boost.Serialization 的类型特征标记它们非常重要。

已经讨论过不包含指针的固定长度类型可以用作 as is_mpi_datatype，例如：

namespace boost { namespace mpi {   template <>   struct
is_mpi_datatype<gps_position> : mpl::true_ { }; } }

或等效的宏

BOOST_IS_MPI_DATATYPE(gps_position)

的文档is_mpi_datatype给出了另一个例子：

[...] 为此，首先将数据类型设为 Serializable（使用 Boost.Serialization 库）；然后，专门化is_mpi_datatype该类型的特征，point以便它derive mpl::true_：

namespace boost { namespace mpi {
  template<> struct is_mpi_datatype<point>
    : public mpl::true_ { };
} }

当我完全尝试优化性能 [在我下面的尝试中的选项 (A) 或 (B)] 时，我观察到 Boost.MPI 不使用内置 MPI 数据类型MPI_DOUBLE_COMPLEX，也不映射到MPI_SUM操作 [断言 (3) 和 ( 4）在我下面的尝试中]。此外，启用 (A) 或 (B) 之一以及禁用断言 (3) 和 (4) 会在运行时产生分段错误。

在Boost.MPI 的某些源文件中，我发现了一个名为的未记录（？）宏BOOST_MPI_DATATYPE，它做正确的事情，但标有注释/// INTERNAL ONLY。

在实现这个丑陋的 hack（？）之前，我想问一下：告诉 Boost.MPI 使用内置MPI_DOUBLE_COMPLEX数据类型的预期方法是什么std::complex<double>？

#include <complex>
#include <functional>
#include <iostream>

#include <boost/mpi.hpp>
#include <boost/mpi/operations.hpp>
#include <boost/serialization/complex.hpp>

// tested with GCC 6.2.0, OpenMPI 2.0.1, boost 1.62.0
// mpic++ -lboost_mpi -lboost_serialization boost-mpi-complex.cpp

using dcomplex = std::complex<double>;
using dcplus = std::plus<dcomplex>;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// How to pass assertions (1) to (5) below?
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// (A): documented, but fails assertions (2) and (3)
// if (2) and (3) are removed with this OPTION: segmentation fault at runtime
//BOOST_IS_MPI_DATATYPE(dcomplex)

// (B): documented, but same problems as (A)
namespace boost::mpi {
//template<> struct is_mpi_datatype<dcomplex> : boost::mpl::true_ {};
}

// (C): works, but not documented(?) and has `INTERNAL ONLY` comment in source
namespace boost::mpi {
//BOOST_MPI_DATATYPE(dcomplex, MPI_DOUBLE_COMPLEX, complex);
}

// (D): works, equivalent to (C)
// BUT if `is_mpi_complex_datatype` is specialized without `get_mpi_datatype`
// then compilation is fine with all assertions, but running yields segfault
namespace boost::mpi {
//template<> inline MPI_Datatype get_mpi_datatype<dcomplex>(const dcomplex&) {
//  return MPI_DOUBLE_COMPLEX;
//}
//template<> struct is_mpi_complex_datatype<dcomplex> : boost::mpl::true_ {};
}

// optional; works as expected for assertion (4)
namespace boost::mpi {
template<> struct is_commutative<dcplus, dcomplex> : mpl::true_ {};
}

// If these assertions are removed and none of (A) to (D) is activated then
// everything works as expected, but I would like to optimize serialization
static_assert(boost::mpi::is_mpi_datatype<dcomplex>{});                   // (1)
static_assert(boost::mpi::is_mpi_builtin_datatype<dcomplex>{});           // (2)

static_assert(boost::mpi::is_mpi_op<dcplus, dcomplex>{});                 // (3)
static_assert(boost::mpi::is_commutative<dcplus, dcomplex>{});            // (4)

static_assert(boost::serialization::is_bitwise_serializable<dcomplex>{}); // (5)

int main() {
  boost::mpi::environment env{};
  boost::mpi::communicator world{};

  constexpr size_t N = 4;

  dcomplex data[N]{};
  if(0 == world.rank()) {
    for(size_t i=0; i<N; ++i) data[i] = dcomplex{double(i), 0.0};
  }
  if(1 == world.rank()) {
    for(size_t i=0; i<N; ++i) data[i] = dcomplex{0.0, double(N+i)};
  }

  all_reduce(world, boost::mpi::inplace(data), N, dcplus{});

  if(0 == world.rank()) {
    for(auto&& x : data) std::cout << x << std::endl;
  }

  return 0;
}
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