Fortran 在函数中增加动态数组大小

Question

我需要 Fortran 中的可变大小数组。在 C++ 中我会使用向量。所以我有一个这样的函数，

integer function append(n, array, value)
  integer, pointer, dimension(:) :: array
  integer, pointer, dimension(:) :: tmp_arr
  integer n

  if (size(array) .eq. n) then
     allocate(tmp_arr(2*size(array)))
     tmp_arr(1:size(array)) = array
     deallocate(array)
     array => tmp_arr
  end if
  n = n + 1
  array(n) = value
  append = n
end function

如果我以这种方式使用它，它就可以正常工作

integer pos, val
pos = append(n, array, val)

，但是，如果我想

integer i,j,n ! i,j<n
array(i) = append(n, array, array(j))

以 gfortran 的方式使用它，那么这是行不通的。它可以编译，但会出现段错误。问题似乎是 gfortran 从 array(i) 和 array(j) 中获取地址，将后者发送到函数append，然后当访问 array(j) 的地址并写入 array(i) 的地址时，地址空间已被释放。

我想要的是，将 array(j) 的值放在堆栈上（而不是地址），然后在函数中使用，在函数完成后，查找 array(i) 的最新地址并得出结果该函数已保存到其中。

我很确定 gcc 会按照我想要的方式做，为什么 gfortran 如此卑鄙？

Fortran 有什么方法可以使一个健壮（意味着 array(j) = ... 示例有效） 函数或数据类型具有类似 C++ stl 向量的行为？

结论：

我最终引入了临时变量

integer tmp_val
tmp_val = value
...
array(n) = tmp_val

，因此至少可以调用该方法

pos = append(n, array, array(j))
array(i) = pos

，并希望项目中的其他/未来开发人员不会尝试“优化”这两行以消除“pos”的必要性。

感谢您的回答和评论。

Answer 1

IRO-bot 的答案是 Fortran 90 的正确方法。如果您可以将自己限制为支持 Fortran 2003 MOVE_ALLOC 内在函数（自 4.2 版本起包含在 gfortran 中），您可以避免其中一个副本。也就是说，将数组的大小增加 2 倍可以写为

allocate(tmp_arr(2*size(array)))
tmp_arr(1:size(array)) = array
deallocate(array)
move_alloc(tmp_arr, array)
! tmp_arr is now deallocated

Answer 2

好的，问题是您无法取消分配并重新分配要为其分配函数值的数组。您对问题原因的理解是正确的（参数通过引用传递，而不是像 C 中那样通过值传递）。由于您在函数体内释放了数组，因此对该数组的赋值变得无效，从而导致段错误。这不是 gfortran 问题，用 ifort 和 pgf90 尝试过，它们都报告了相同的问题。这对我有用：

PROGRAM dynamic_size
INTEGER,DIMENSION(:),ALLOCATABLE :: array

ALLOCATE(array(10))

array=(/1,2,5,7,4,3,6,5,6,7/)

WRITE(*,*)SIZE(array)
CALL resize_array
WRITE(*,*)size(array)

CONTAINS

SUBROUTINE resize_array
INTEGER,DIMENSION(:),ALLOCATABLE :: tmp_arr

ALLOCATE(tmp_arr(2*SIZE(array)))
tmp_arr(1:SIZE(array))=array
DEALLOCATE(array)
ALLOCATE(array(size(tmp_arr)))
array=tmp_arr

ENDSUBROUTINE resize_array

ENDPROGRAM dynamic_size

Answer 3

非常感谢您janneb。您的评论非常有帮助。

我只做了一些更改，就是省略 deallocate(array)。在我的代码中省略这一行没有任何错误。
如果您需要将其放入循环中并且在循环之前没有分配array，则此更改特别有用。我的具体情况如下（注意我没有在循环之前或循环中分配 x_all ）：

begin program test 
  integer,allocatable::x_all(:),tmp_arr(:)
  integer,allocatable::x_tmp(:)
  integer::N
  allocate(x_tmp(2*N))
  (...)

  i=1
  do while(logical test)
    ...
    x_tmp(i)=some calculus
    i=i+1
    ...
  end do
  i=i-1
  allocate( tmp_arr( 1:(i+size(x_all) ) ) )
  tmp_arr(1:size(x_all))=x_all
  tmp_arr(size(x_all)+1:)=xtemp
  call MOVE_ALLOC(tmp_arr,x_all)  
  ...
end program