Fortran 在函数中增加动态数组大小

Question

我需要一个 Fortran 中的可变大小数组。在 C++ 中，我会使用向量。所以我有一个类似

的功能

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

如果我这样使用它会很好用

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

但是，如果我想以这种方式使用它

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

使用 gfortran 这不起作用。它编译，但段错误。问题似乎是gfortran从array（i）和array（j）中生成地址，将后者发送到函数append，然后当array（j）的地址被访问并且array（i）的地址被写入时，地址空间已被释放。

我想要的是数组（j）的值被放入堆栈（而不是地址），然后在函数中使用，在函数完成后查找数组（i）的最新地址并函数的结果保存到它。

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

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

结论：

我最终引入了临时变量

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

所以至少该方法可以称为

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

并希望该项目的其他/未来开发人员不会尝试“优化”这两条线以消除“pos”的必要性。

感谢您的回答和cmets。

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在支持 Fortran 2003 MOVE_ALLOC 内在函数（自 4.2 版本以来包含在 gfortran 中）的编译器中，您可以避免使用其中一个副本.也就是说，将数组的大小增加 2 倍可以写成

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和重新分配要为其分配函数值的数组。您对问题的原因是正确的（通过引用而不是 C 中的值传递的参数）。由于您在函数体内释放了数组，因此对该数组的分配变得无效，从而导致段错误。这不是 gfortran 问题，用 ifort 和 pgf90 尝试过，它们都报告同样的问题。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janneb。您的评论非常有帮助。

我所做的只有一些更改是省略了 deallocate(array) 。在我的代码中省略了这一行没有任何错误。 如果您需要将其放入循环中并且您没有在循环之前分配array，则此更改特别有用。我的具体情况如下（看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