Fortran 中的断言答案

【问题标题】：Assertions in FortranFortran 中的断言
【发布时间】：2017-09-06 23:17:17
【问题描述】：

Fortran 是否有与 C assert 等效的标准函数/关键字？

我找不到我拥有的 Fortran2003 标准中提到的assert。我发现了一些如何使用预处理器的方法，但是在这个answer 中建议编写自己的断言。是否可以在不使用预处理器的情况下创建这样的用户函数/子程序？

我希望在发布版本中禁用这些断言。

【问题讨论】：

标签： fortran preprocessor assert

【解决方案1】：

条件编译在 Fortran 中从未真正流行起来，并且没有标准的预处理器。如果让您的预处理器切换进出虚拟断言例程不是您想要解决的问题，您可以...

定义一个全局参数如：

logical, parameter :: debugging = .true.

如果你有紧张的性格，你可以把它放到一个模块中，并在需要它的每个范围内使用关联它；在我看来，在这里使用全局参数似乎是一种合理的方法。

然后编写受保护的测试，例如

if (debugging) call assert(...)

一旦你想发布代码，将debugging 的值设置为.false. 我希望，虽然我没有测试过，所以你可能会关心，任何当前的 Fortran 编译器都可以在遇到死代码时删除它等价于

的表达式

if (.false.) call assert(...)

并且您发布的代码不会因为对assert 例程的虚拟调用而付出代价。

另一种方法可能是创建一个模块，我们称之为assertions，大致如下：

module assertions

contains

  subroutine assert_prd(args)
    ! declare args
  end subroutine

  subroutine assert_dbg(args)
    ! declare args
    ! now do do some assertion checking and exception raising, etc
  end subroutine

end module assertions

然后，您可以在使用关联时重命名子程序，例如：

use, non_intrinsic :: assertions, assert=>assert_dbg

当你想关闭断言检查时，将其更改为assert=>assert_prd。我怀疑编译器可能不会完全消除对空子例程的调用，并且您的生产代码可能会为它遇到的每个断言付出一点代价。

除此之外，请参阅 @AlexanderVogt 推荐给您的 Arjen Markus 的论文。

【讨论】：

另一种可能性是在两个不同的文件（assert_debug.f90、assert_rel.f90）中有两个断言函数的实现，并根据发布/调试构建在构建系统中选择正确的文件。
对我来说，通过更改断言模块中的一行来在断言函数之间切换似乎更好。为此，请添加 interface assert 和 module procedure assert_dbg，您可以将其更改为 module procedure assert_prd。

【解决方案2】：

据我所知，标准 Fortran 中没有这样的语句或函数/子例程。但是 - 正如你所说 - 你可以在 Fortran 中使用你自己的子例程/函数和/或 OOP 来实现这个目标。有关此主题，请参阅 Arjen Markus 的出色 paper。

【讨论】：

【解决方案3】：

对于固定形式的源代码，可以使用-fd-lines-as-comments 进行发布构建，使用-fd-lines-as-code 进行调试构建（Intel Fortran -d-lines）并使用自定义断言：

D      if (assert_condition) then
D         write(*,*) 'assert message'
D         call exit(1)
D      endif

【讨论】：