Fortran 函数：输出与隐式大小输入相关时的最佳实践答案

【问题标题】：Fortran Function: best practice when output is related to implicit size inputFortran 函数：输出与隐式大小输入相关时的最佳实践
【发布时间】：2015-03-09 15:08:42
【问题描述】：

例如，我想要一个函数来计算两个矩阵的交换子。我的实现方式是这样的：

   function commutator_dd(MA,MB)
 > result(MC)
   implicit none
   real*8,intent(in)      :: MA(:,:)
   real*8,intent(in)      :: MB(:,:)
   real*8,allocatable     :: MC(:,:)
   real*8,allocatable     :: MP(:,:),MN(:,:)
   integer                :: nn

   nn=size(MA,1)
   allocate(MC(nn,nn),MP(nn,nn),MN(nn,nn))
   MP=MATMUL(MA,MB)
   MN=MATMUL(MB,MA)
   MC=MP-MN
   return;end function

我的一个朋友指出，分配数组而不释放它们可能不是一个好主意。我倾向于同意这一点，但因为在返回 main 之前我无法释放 MC（我认为 fortran 在退出程序后会自动释放它们，但据我记得留下这样的东西并不被认为是一个好习惯）。他建议将 nn 作为函数的输入，并将所有矩阵声明为 M(nn,nn)，而不是使用分配（或至少使用 MC），但我有点不喜欢添加不必要的输入的想法。

另一种可能性是声明 MC(size(MA,1),size(MA,1))，但我之前遇到过这种语法的问题（我无法确定到底是什么问题，因为它是通过使用不同的传递变量的方法总是更容易绕过它，但我记得在尝试这样做时会收到编译器的抱怨）。

最好的方法是什么？内在过程（如 matmul）处理这个问题的方式是什么？（我试图用谷歌搜索 matmul 的代码，但我发现肯定没有我想象的那么简单）。

【问题讨论】：

计算完MC后不能释放MP和MN？为什么？
是的，我能做到。问题是 MC。
但是你要退货了。 MC的释放不是调用者的工作吗？
我相信你从功能中恢复的是 MC 的一些句柄，而不是整个 MC 副本。所以调用者必须考虑并取消分配 MC。 MP 和 MN 应在返回之前由被调用方释放
有助于“良好实践”的想法是 Fortran 90（在 Fortran 95 中更改）中围绕自动解除分配的一个功能。我想你不必担心这个？

标签： arrays function fortran dynamic-allocation

【解决方案1】：

我，我只是使用一个自动数组作为返回，像这样

function commutator_dd(MA,MB) result(MC)
   implicit none
   real*8,intent(in)      :: MA(:,:)
   real*8,intent(in)      :: MB(:,:)
   real*8                 :: MC(size(ma,1),size(ma,2))

   MC=MATMUL(MA,MB)-MATMUL(MB,MA)
   return
end function

如果需要，让编译器负责创建临时文件。像您一样，我认为不需要（自 Fortran 90 起）将输入数组的维度包含在参数列表中。当然，这个 sn-p 不会进行错误检查，并且如果输入数组不符合要求，则会不正常地失败。

如果您的编译器确实抱怨MC 的自动调整大小，请反馈；我看不出有什么理由。

【讨论】：

【解决方案2】：

@HighPerformanceMark 建议的自动数组（我不确定它是否是函数结果的正确标准术语）是这里的最佳设计选择，但您甚至不必担心可分配数组。

在现代 Fortran 中，任何内存泄漏都是不可能的，allocatable 是标量或数组，无论是变量还是派生类型组件，等等。内存总是保证自动释放，除非它具有 save 属性（通常用于该目的）。

在您的情况下，可分配函数结果由调用代码自动释放，而临时数组在子例程完成时自动释放。

另请注意，在 Fortran 2003 中（无论如何，您都需要可分配函数结果）您可以省略 allocate 语句。数组将在= 分配期间自动分配。

总结：你很少需要deallocate() 来处理allocatable 的任何事情。您更频繁地将它用于pointer 变量。关于什么是最佳实践——当标准保证正确的行为时，为什么要用不必要的语句来混乱代码？

【讨论】：