Fortran SAVE 语句

2024-01-06

我读过有关save(英特尔)语言参考文档中的声明,但我不太明白它的作用。有人可以用简单的语言向我解释一下当save语句包含在模块中?


原则上,当模块超出范围时,该模块的变量将变为未定义 - 除非使用 SAVE 属性声明它们,或者使用 SAVE 语句。 “未定义”意味着如果您再次使用该模块,则不允许您依赖具有先前值的变量 - 当您重新访问该模块时它可能具有先前的值,也可能不会 - 没有保证。但许多编译器不这样做module变量——变量可能保留它们的值——编译器不值得花精力去弄清楚模块是否仍在范围内,并且模块变量可能被视为全局变量——但不要依赖于此!为了安全起见,请在主程序中使用“保存”或“使用”模块,这样它就不会超出范围。

“保存”在过程中也很重要,用于存储子例程或函数调用之间的“状态”(由@ire_and_curses编写)——“第一次调用”初始化、计数器等。

subroutine my_sub (y)

integer :: var
integer, save :: counter = 0
logical, save :: FirstCall = .TRUE.

counter = counter + 1

write (*, *) counter

if (FirstCall) then
   FirstCall = .FALSE.
   ....
end if

var = ....

etc.

在此代码片段中,“counter”将报告子例程 x 的调用次数。尽管实际上在 Fortran >=90 中可以省略“保存”,因为声明中的初始化意味着“保存”。

与模块情况相反,对于现代编译器,如果没有保存属性或声明初始化,过程的局部变量在调用过程中丢失其值是正常的。因此,如果您尝试在稍后的调用中使用“var”,然后在该调用中重新定义它,则该值是未定义的,并且可能不是在该过程的先前调用中计算的值。

这与许多 FORTRAN 77 编译器的行为不同,其中一些编译器保留所有局部变量的值,尽管语言标准并不要求这样做。一些旧程序是根据这种非标准行为编写的——这些程序在较新的编译器上将失败。许多编译器可以选择使用非标准行为并“保存”所有局部变量。

稍后编辑:使用显示的代码示例进行更新不正确使用应该具有 save 属性但没有的局部变量:

module subs

contains

subroutine asub (i, control)

   implicit none

   integer, intent (in) :: i
   logical, intent (in) :: control

   integer, save :: j = 0
   integer :: k

   j = j + i
   if ( control ) k = 0
   k = k + i

   write (*, *) 'i, j, k=', i, j, k

end subroutine asub

end module subs

program test_saves

   use subs
   implicit none

   call asub ( 3, .TRUE. )
   call asub ( 4, .FALSE. )

end program test_saves

局部变数k子例程的值被故意滥用——在这个程序中,它在第一次调用时被初始化control是 TRUE,但在第二次调用时control是假的,所以k没有被重新定义。但没有保存属性k未定义,因此使用其值是非法的。

用gfortran编译程序,我发现k无论如何保留其价值:

 i, j, k=           3           3           3
 i, j, k=           4           7           7

使用 ifort 和积极的优化选项编译程序,k 失去了它的值:

 i, j, k=           3           3           3
 i, j, k=           4           7           4

使用 ifort 和调试选项,在运行时检测到问题!

 i, j, k=           3           3           3
forrtl: severe (193): Run-Time Check Failure. The variable 'subs_mp_asub_$K' is being used without being defined
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