pointers - Fortran 90 函数返回指针

Question

我看到了这个问题:

Fortran dynamic objects

接受的答案让我质疑我是否安全地编写了以下函数(不允许内存泄漏)

   function getValues3D(this) result(vals3D)
     implicit none
     type(allBCs),intent(in) :: this
     real(dpn),dimension(:,:,:),pointer :: vals3D
     integer,dimension(3) :: s
     if (this%TF3D) then
       s = shape(this%vals3D)
       if (associated(this%vals3D)) then
            stop "possible memory leak - p was associated"
       endif
       allocate(vals3D(s(1),s(2),s(3)))
       vals3D = this%vals3D
     else; call propertyNotAssigned('vals3D','getValues3D')
     endif
   end function

当我运行我的代码时会出现此警告，但如果我的 this%vals3D 之前已设置(针对此函数)，难道不应该关联它吗？我目前遇到内存错误，当我引入一个包含此功能的新模块时，它们开始出现。

非常感谢任何帮助。

我觉得我不够具体。我想制作以下类(class)，并知道如何在内存方面安全地实现该类(class)。即:

   module vectorField_mod
   use constants_mod
   implicit none

   type vecField1D
     private
     real(dpn),dimension(:),pointer :: x
     logical :: TFx = .false.
   end type

   contains

   subroutine setX(this,x)
     implicit none
     type(vecField1D),intent(inout) :: this
     real(dpn),dimension(:),target :: x
     allocate(this%x(size(x)))
     this%x = x
     this%TFx = .true.
   end subroutine

   function getX(this) result(res)
     implicit none
     real(dpn),dimension(:),pointer :: res
     type(vecField1D),intent(in) :: this
     nullify(res)
     allocate(res(size(this%x)))
     if (this%TFx) then
       res = this%x
     endif
   end function

   end module

下面的代码测试这个模块的地方

   program testVectorField
   use constants_mod
   use vectorField_mod
   implicit none

   integer,parameter :: Nx = 150
   real(dpn),parameter :: x_0 = 0.0
   real(dpn),parameter :: x_N = 1.0
   real(dpn),parameter :: dx = (x_N - x_0)/dble(Nx-1)
   real(dpn),dimension(Nx) :: x = (/(x_0+dble(i)*dx,i=0,Nx-1)/)
   real(dpn),dimension(Nx) :: f
   real(dpn),dimension(:),pointer :: fp
   type(vecField1D) :: f1
   integer :: i

   do i=1,Nx
    f(i) = sin(x(i))
   enddo

   do i=1,10**5
     call setX(f1,f) ! 
     f = getX(f1) ! Should I use this? 
     fp = getX(f1) ! Or this?
     fp => getX(f1) ! Or even this?
   enddo
   end program

目前，我在 Windows 上运行。当我 CTR-ALT-DLT 并查看性能时，“物理内存使用历史记录”随着每次循环迭代而增加。这就是为什么我假设我有内存泄漏。

所以我想提出我的问题:这是内存泄漏吗？ (内存随着上述每一种情况而增加)。如果是这样，有没有办法在仍然使用指针的同时避免内存泄漏？如果不是，那么发生了什么，我应该担心吗？有没有办法降低这种行为的严重性？

对于最初含糊不清的问题，我们深表歉意。我希望这更切题。

Answer 1

您真的仅限于 Fortran 90 吗？在 Fortran 2003 中，您将为此使用可分配的函数结果。这样就安全多了。使用指针函数结果，此代码是否存在内存泄漏取决于您如何引用该函数，您没有显示。如果必须从过程返回指针，通过子例程参数返回它会更安全。

但是...

这个功能毫无意义。 在上一行中将它作为 SHAPE 的参数引用之后，测试 this%vals3D` 的关联状态就没有意义了。如果指针组件未关联(或具有未定义的指针关联状态)，则不允许引用它。

此外，如果关联了指针组件，您所做的就是调用停止!

也许您错误地转录了问题的代码？

---

如果您简单地删除以 if (associated(this%vals3D))... 开头的整个 if 结构，那么您的代码可能有意义。

但是...

• 如果 this%TF3D 为真，则必须关联 this%vals3D。

• 引用函数时，必须使用指针赋值

  array_ptr => getValues3D(foo)
  !          ^
  !          |
  !          + this little character is very important.
  

  忘记那个小字符，你正在使用正常分配。语法上有效，在阅读代码时很难找出区别，在这种情况下，除了使用指针的常见陷阱(例如，您需要 DEALLOCATE array_ptr 在你重用它之前或者它超出范围)。这就是返回指针结果的函数被认为有风险的原因。

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您的完整代码显示了多个内存泄漏。每次你分配一个 POINTER 的东西时——你几乎需要保证会有一个匹配的 DEALLOCATE。

您的测试代码中有一个循环。 ALLOCATE 经常被调用 - 在 setter 和 getter 中。匹配的 DEALLOCATE 语句在哪里？