派生类型（在 Fortran 中）占用多少字节？位置是连续的吗？以及指向派生类型的指针？

Question

我在任何地方都找不到这个，即使它可能是微不足道的，我也想确定我已经很好地理解了。我有 4 个问题（严格相关）：

1)如果我像这样在 fortran 中定义派生类型

    TYPE :: node
       INTEGER :: int
       REAL :: REALfirst
       REAL :: REALsecond
    END TYPE
    TYPE(node)  :: var
    allocate(var)

经过上述分配后，整数占用 4 个字节，2 个单精度实数占用 8 个字节，共 12 个字节。它们是否连续位于内存中？以及计算机如何存储有关变量类型的信息？我想它需要一些额外的内存来保存。

2)如果在上面的例子中而不是

    TYPE(node)  :: var

我会写：

    TYPE(node),POINTER  :: var

我猜如果我编译了一个 32 位可执行文件，则 ALLOCATE 语句将分配与上面示例中相同的内存量。对吗？

3)现在假设我声明了类型

    TYPE :: node
       INTEGER :: int
       TYPE(node), POINTER :: BEFORE
       TYPE(node), POINTER :: AFTER
    END TYPE
    TYPE(node)  :: var
    allocate(var)

这里（如果编译为 32 位）它将为整数分配 4 个字节，为 2 个指针分配其他 8 个字节，总共 12 个字节。对吗？再次，计算机如何存储有关变量类型的信息？

4)在例子(3)中，如果我现在写ALLOCATE(var%BEFORE)，另外12个字节分配给一个派生类型节点的变量，4个字节的整数类型分配给指针var% BEFORE（参见示例 3）现在已被释放，对吗？

谢谢 A.

Answer 1

1) 这不在 fortran 标准中。 real 和 integer 不必是 4 个字节宽。通过指定它们的精度来确保。如果您不关心数字精度，而关心字节数，请这样做

 !In Fortran 2008
 use iso_fortran_env

 or

 !In Fortran 95
 integer,parameter :: int32  = selected_int_kind(9)
 integer,parameter :: real32 = selected_real_kind(p=6,r=37)

 and

    TYPE :: node
       INTEGER(int32) :: int
       REAL(real32) :: REALfirst
       REAL(real32) :: REALsecond
    END TYPE

允许编译器插入任何它想要的填充。如果您将变量与 4、8 甚至更多字节混合使用，则很可能会发生这种情况。要禁止任何填充，请使用 SEQUENCE。

2) 分配的内存是一样的。编译器还使用一些数据结构（它可能只是一个地址，但不是必须的）来记账。

3) 我引用的簿记数据结构存储在数据类型中。它可能只是一个地址。

4) 指针数据结构可以是4字节，也可以更多。然而，更重要的一点是，它们没有被释放。您必须知道在堆上的哪里可以找到分配的空间，并为此使用指针。不管你是使用这个指针来分配新数据，还是指向某个现有的数据，都没有关系。

注意，派生类型的位大小在运行时不能改变，它是固定的。另一个问题是多态变量，但出于这个原因，它们必须动态分配。