Fortran 函数返回未分配的数组导致分段错误

Question

我正在为某些 MPI scatter/gather 例程使用一些现代 Fortran 包装器而苦苦挣扎。我试图有一个包装器接口，它只有一个输入数组和 returns 输出的 MPI 操作结果，对于几种派生类型，做这样的事情：

type(mytype), allocatable :: chunk(:),whole(:)

! [...] chunk descends from previous parts of the code

! Get global array
whole = gatherv(array=chunk,receiver_node=cpuid)

我正在使用 return allocatable 数组的函数来执行此操作。但是，每当我 return 一个未分配的结果时，我都会在 gcc 6.2.0 和 gcc 7.1.0 上遇到分段错误。

我需要非分配结果的原因是有时我只需要在指定的 CPU 上收集整个数组，所以我不想在所有其他节点上浪费内存：接收器节点 return 是一个包含数据的已分配数组，所有其他节点接收一个空的且已解除分配的数组。

这是重现问题的示例代码：

program test_allocatable_fun
    implicit none

    integer, allocatable :: my_array(:)
    integer :: n

    n = 3; my_array = unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)
    n =-3; my_array = unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)
    n = 5; my_array = unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)
    n = 0; my_array = unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)

    return


    contains

    function unallocated_array(n) result(array)
        integer, intent(in) :: n
        integer, allocatable :: array(:)
        integer :: j
        if (n>0) then
            allocate(array(n))
            array(:) = [(j,j=1,n)]
        else
            if (allocated(array)) deallocate(array)
        end if
    end function unallocated_array

end program test_allocatable_fun

分段错误发生在赋值行，即：

my_array = unallocated_array(n)

你们以前有过同样的问题吗？或者，我是否违反了标准中的任何内容？我不明白为什么 returning 一个可分配数组的函数应该被强制分配 return 值。这与子程序中有一个 intent(out) 虚拟变量不一样吗？

Answer 1

函数结果与具有 intent(out) 属性的伪参数不同。它在这里有一个显着的不同之处在于，当函数执行终止时，必须始终定义非指针函数结果。 Fortran 2008 12.6.2.2 p4 涵盖了这一点。

对于要分配的可分配函数结果（任何对象）进行定义是必要的，但还不够。

在某种程度上，您可以以始终引用函数结果的方式来考虑这一点（否则函数将不会被执行）。未定义的实际参数也可能不会被引用，但这样的引用不会是 "automatic".

如评论中所述，函数结果可能被分配为大小为零的数组。大小为零的数组始终具有定义的值。

您可以在 .

中看到一些零大小数组和未分配数组的比较

Answer 2

我怀疑主程序中的任何可分配数组都包含全局性质的数据。我通常把这样的变量放在一个模块中。这样这个变量不需要传递，可以在主程序、子程序、and/or 函数中分配和释放。

因为数组是唯一的return值，所以我把它改成了一个子程序。这对你有用吗？ P.S。 'implicit none' 应该在每个模块、程序、函数和子例程中。

module fun
   implicit none
   integer, allocatable :: my_array(:)
end module fun

program test_allocatable_fun
   use fun
   implicit none

   integer :: n

   n = 3; call unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)
   n =-3; call unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)
   n = 5; call unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)
   n = 0; call unallocated_array(n); print *, 'n=',n,' allocated(array)=',allocated(my_array)

   return

   contains

subroutine unallocated_array(n)

    use fun
    implicit none

    integer, intent(in) :: n
    integer :: j
    if (n>0) then
        allocate(my_array(n))
        my_array(:) = [(j,j=1,n)]
    else
        if (allocated(my_array)) deallocate(my_array)
    end if
end subroutine unallocated_array

end program test_allocatable_fun

Fortran 函数返回未分配的数组导致分段错误

Fortran function returning unallocated array causes segmentation fault

function

fortran

gfortran

fortran2003

allocatable-array