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3.2.1 データアクセスの形式

NetCDFインターフェースにはオープンなNetCDFファイル中のデータ値に直接アクセスする方法が幾つか用意されています。これらのアクセス形式を汎用性の小さいほうから順に説明します：

• 全ての要素へのアクセス形式

index vector（インデックスベクトル）によって識別された個々の要素へのアクセス形式

index vector（インデックスベクトル） と count vector（カウントベクトル）によって識別された配列断面へのアクセス形式

index vector （インデックスベクトル）、 count vector 又は stride vector （ストライドベクトル）によって識別された部分サンプルされた配列断面へのアクセス形式

index vector 、 count vector 、 stride vector 、及び index mapping vector（インデックスマッピングベクトル）によって 識別されたマップされた配列断面へのアクセス形式

4種類のベクトル （ index vector ・ count vector ・ stride vector ・ index mapping vector ）は変数の各次元に対応する要素を一つずつ持っています。ですから、n次元の 変数（rank = n）についてはn個のベクトルが必要となります。変数がスカラー量（無次元）の場合には、 これらのベクトルは無視されます。

Array section （配列断面）とは２つのベクトルによって指定される連続的な直方体、もしくは「板切れ」のようなものです。 Index vectorが原点に最も近い角の要素の座標を表します。 Count vector は各変数の次元に沿った板切れの縁の長さを順番に表します。アクセスされた値の個数はこれらの縁の長さの積です。

Subsampled array section （部分サンプルされた配列断面）は array section に似ていますが、さらにに stride vector というベクトルを使用してサンプリングを識別するために使用されます。このベクトルは各次元ごとに要素があり、その次元に沿って取るべきストライドの長さを表しています。例えば、ストライドが４であるなら、その次元に沿って４つ置きの値をとるという意味になります。この場合にも、アクセスされた値の総数は count vector（カウントベクトル）の各要素の積になります。 .

Mapped array section （マップされた配列断面）は subsampled array section に似ていますが、さらに index mapping vector （インデックスマッピング）が加わり、NetCDF変数に関連するデータのメモリー中の配置を指定することができます。 各値の参照値からのオフセットは 各インデックスと対応する index mapping vectorの要素を掛け合わせたものの和になります。（マッピングがされていない場合には仮想的な内部配列のインデックスが使用されます。）アクセスされた値の個数は subsampled array section の場合と同じになります。

マップされた配列断面の応用については後により詳細に述べます。その前に、より一般的な配列断面へのアクセスの例を見ましょう。

3.2.2 配列断面のアクセス例

先に扱ったNetCDFファイルの例(Network Common Data Form Language (CDL))において、あるレベル（例えば２段目）の temp 変数の全データの断面を読み取りたいとし、そしてそのNetCDFファイルには記録が３つ （ time 値）あるとます。次元は

  lat = 5, lon = 10, level = 4, time = unlimited;

と定義されます。そして、変数 temp はCDL表記においては

  float   temp(time, level, lat, lon);

と宣言されます。

 

FORTRANの場合にはCDL表記法とは次元が逆転しており、第一次元が最も早く変化し、記録変数の最後尾が記録次元となっています。それ故、一つのレベルのみのデータを保持している変数のFORTRAN における宣言は次のようになります。

INTEGER LATS, LONS, LEVELS, TIMES

PARAMETER (LATS=5, LONS=10, LEVELS=1, TIMES=3)

   ... 

REAL TEMP(LONS, LATS, LEVELS, TIMES)

第２レベルにのみある全時刻・全緯度・全経度のデータブロックを識別するためには、始点インデックスと縁の長さを与えなければなりません。始点インデックスは FORTRANでは(1, 1, 2, 1) であるので、 time ・ lon ・ lat 次元については最初から開始したいのですが、 level 次元については２番目の値から開始したいわけです。 Time 値については3個全て、 level 値については1個のみ、 lat 値については5個全て、そして lon 値については10個全てを取得したいので、縁の長さは FORTRANでは(10, 5, 1, 3) になります。この操作によって合計150個（3*1*5*1）の浮動小数点数が返されるので、これだけの数を収容するのに十分な配列スペースを 確保しなければなりません。このデータが返される順番は最も早く変化する 最初の次元 LON , になります:

     TEMP( 1, 1, 2, 1)

     TEMP( 2, 1, 2, 1)

     TEMP( 3, 1, 2, 1)

     TEMP( 4, 1, 2, 1)

           ... 

     TEMP( 8, 5, 2, 3)

     TEMP( 9, 5, 2, 3)

     TEMP(10, 5, 2, 3)

Cや FORTRANなどの異なる言語インターフェースにおける 次元の順番が異なるのはディスク上で保存されている順番が異なるからではなく、単に各言語に対する手続きインターフェースのによってサポートされいる順番が異なっているからです。 一般的に、NetCDFファイルが Cや FORTRAN、又は他の言語インターフェースで作成されていても何も変わりません。NetCDFをサポートする言語で作成されたNetCDFファイルは他の言語で書かれたプログラムを使って読み取ることができます。

3.2.3 一般的な部分アクセスに関する追記

Mapped array sections を使用することによって変数要素のディスクアドレスとメモリ上で格納されているアドレスの間に自明ではない関係を確立することができます。 例えば、メモリ上の行列はディスク上の行列を移項したもので、要素が全く異なる順番で格納されるかもしれません。通常の array sectionにおいてはディスク上とメモリアドレス の関係は自明です：メモリ内での値の構造（次元サイズと順番）は array sectionのものと一致しています。しかしながら、mapped array sectionにおいてはNetCDFの変数要素の指数とそれらのメモリ上のアドレスとのマッピングを定義するのに index mapping vector が使用されます。

マップされた配列へのアクセスによって,メモリに常駐する配列の原点とある任意の点間とのオフセット量（配列の要素の数）は index mapping vectorとその点の coordinate offset vector の inner product 1 （内積）で表される。 ある任意の 点の coordinate offset vector は各次元の内包される配列の原点からその点までのオフセット量を与えます。 FORTRANではある点の, coordinate offset vectorの値は元のcoordinate vectorの値より１小さくなります。つまり、配列要素 A(3,5)のcoordinate offset vectorは[2, 4]になります。

通常の配列部分の index mapping vector は‘最も早く変化する次元から最も遅く変化する次元の順番に’常に定数１を持つはずです。なぜならば、その値と最も早く変化する次元の一辺の長さの積を取り、その値と次に早く変化する次元の一辺の長さとの積を取る、という操作を繰る返すからです。 しかし、mapped arrayにおいては, NetCDF変数のディスク上での位置とメモリ上での位置との相関は異なることもあります。

マップされた配列へのアクセスに関する詳しい例はマップされた配列へのアクセスに関するインターフェースの説明文にあります。 7.9 - マップされた配列の値を書き込む： NF_PUT_VARM_ type

NetCDF抽象化によって部分サンプルされた配列断面やマップされた配列断面によるアクセスを可能ですが、 これらを使用する必要はありません。 これらのより汎用的なアクセス法が不必要な場合には、これらの機能を無視して単一値によるアクセスや通常の配列断面アクセス方法を使用してください。