arrays - 数组索引超出范围

Question

如果引用数组元素的索引实际上超出其假定范围，我很困惑 Fortran 如何处理这种情况。

下面是一个简单的代码来说明问题:

PROGRAM test_matrix_out

USE mod_writearray

IMPLICIT NONE
INTEGER :: i,j,m,n
REAL    :: k
REAL, Dimension(:,:),ALLOCATABLE :: A

m = 3
n = 4
ALLOCATE(A(m,n))

k = 1

DO i=1,m
    DO j=1,n
        A(i,j)=k
        k=k+1
    ENDDO
ENDDO

CALL writearray(A)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(1,:)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(2,:)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(0,:)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(4,:)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(5,:)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(100,:)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(:,1)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(:,2)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(:,0)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(:,4)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(:,5)
WRITE(*,*)
WRITE(*,*) A(:,100)


DEALLOCATE(A)

END PROGRAM test_matrix_out

它给了我以下结果:

   1.000000       2.000000       3.000000       4.000000

   5.000000       6.000000       7.000000       8.000000

  0.0000000E+00   9.000000       10.00000       11.00000

   2.000000       3.000000       4.000000      0.0000000E+00

   6.000000       7.000000       8.000000      0.0000000E+00

  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00

   1.000000       5.000000       9.000000

   2.000000       6.000000       10.00000

 -1.0097448E-28  8.9776148E-39  0.0000000E+00

   4.000000       8.000000       12.00000

  0.0000000E+00  0.0000000E+00  0.0000000E+00

 -3.3631163E-44  1.4293244E-43  0.0000000E+00

为什么会发生这种情况？

Answer 1

当您编写 A(i,j) 时，编译器会计算该内存位置的地址。例如，参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Array_data_structure#Multidimensional_arrays .编译器通常不会根据语言规则确定这是否是合法地址。使用超过维度的索引是非法的。不这样做是程序员的责任。 Fortran 的优点之一是能够为这个错误添加运行时检查。传统的说法是运行时下标检查很昂贵，但我在测试时经常发现运行时成本可以忽略不计，有时在程序的生产版本中保留它。

如果您正在读取内存，索引错误的可能后果将是获得错误的值，除非内存位置太远以至于它在属于程序的内存之外，这会产生错误。如果您正在写入内存，您将破坏数组中其他地方的内存，这些内存属于某个其他变量，或属于程序的内部数据结构。见 what kind of problems can lack of deallocation cause?对于索引错误导致程序运行时问题的示例问题。