choice of design for OO-linear algebra library

I’m writing a library for sparse linear algebra computations as a backend for my thesis work and I’ve come to a bit of a crossroads. I’m using modern Fortran (don’t groan, it’s had inheritance and polymorphism and all that jazz for 10 years now).

From a software design standpoint, my main issue was making iterative solvers be able to use sparse matrices without knowing what storage format they’re in. The only functionality that an iterative solver has to know about is how to multiply a matrix by a vector.

I did this by having an abstract class sparse_matrix with a virtual method matvec for matrix-vector multiplication; then there were several child classes, representing each storage format, which override the parent matvec with their own implementation. I believe this is called the “template” pattern yes?

I’m considering refactoring my code to use composition over inheritance. To that end, a sparse matrix consists of an underlying graph with some extra data — sometimes it’s an array of real or complex numbers, sometimes an array of dense matrices, etc. There are multiple different sparse matrix formats which use the same underlying graph storage scheme. Every sparse matrix has a graph object as an attribute, and has a collection of function pointers which change to use that graph in different ways. Before, I had to effectively redefine the same graph storage scheme for each sparse matrix format that used it.

The advantages I can discern are:

  1. fewer classes make it easier to hook my code up to C/C++/Python
  2. easy to choose different parallel implementations of the same algorithm; write every implementation and redirect function pointers at runtime. Before I had to use big conditional blocks.
  3. I think this design will be easier when the underlying graph is better thought of as a hyper-graph, and matrices as heterogeneous compositions of several matrices in possibly different formats. (This happens in some PDE applications.)

Can anyone think of a good reason why I should stick with the old inheritance-based design? If the new approach is more sensible, any advice beyond what’s said in GoF would be appreciated.

1

My read is that the inheritance-based approach was correct.

What you fundamentally want is a matrix-vector product operation, that your solvers can call. The solvers don’t care how the matrix OR the vector are stored in memory. All they care about is being able to multiply them and get back the result. That is just about the canonical use case for a polymorphic approach.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật