为什么在清楚地写过数组边界时没有运行时错误？

Question

我有一个程序，它分配一个超出它的界限的数组，并且我预计会抛出一个运行时错误。然而，根本没有引发任何错误，程序继续写入未声明的内存。有没有一些编译器选项可以防止这种情况发生？通过显示内存转储，很明显这种越界是真实的。有没有办法声明变量或参数规范来捕捉这种情况？显然，这是一个明确的情况，但当任务是维护数千行F77派生代码时，(对我来说)并不总是清楚这种情况是否会发生。

PROGRAM TEST_CODE
IMPLICIT NONE

INTEGER*4 :: R(5)           ! Array of 5

    CALL R_TEST(R, 10)

END PROGRAM

SUBROUTINE R_TEST(R, J)
IMPLICIT NONE

INTEGER*4, INTENT(INOUT) :: R(1)    ! Dummy is array of 1
INTEGER*4, INTENT(IN) :: J
INTEGER*4 :: K

DO K=J-5,J+5            ! K=5..15
    R(K) = K            ! No Runtime Error
END DO

END SUBROUTINE

编译器是英特尔Fortran 2011 XE，是的，我使用的是字节规格INTEGER*4，因为我知道我用它得到了什么。

以下是用于运行时检查的编译器选项。

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Answer 1

英特尔编译器在指针和可分配数组的边界检查方面做得非常好。如果您稍微修改了代码(如下所示)并使用如下代码进行编译：

$ ifort -O0 -debug -traceback -check -ftrapuv TEST_CODE.f90

您将得到一个运行时错误。但是对于假定大小的数组，英特尔编译器无法检查边界。特别是对于具有隐式类型等的F77代码，不容易发现内存泄漏。另一件小事是，在Fortran中，你的程序必须做一些有意义的事情；否则编译器将省略你的代码，因为它什么也不做！这就是为什么我在最后加了一个指纹。

R(:)有一个小问题，编译器不能假设它在内存中是连续的；因此它不能进行一些编译器优化。那么使用可分配数组或使用连续属性(F2008标准)会更好。

PROGRAM TEST_CODE
IMPLICIT NONE

INTEGER*4 :: R(5)           ! Array of 5

    CALL R_TEST(R, 10)
    print *,R

END PROGRAM

SUBROUTINE R_TEST(R, J)
IMPLICIT NONE

INTEGER*4, INTENT(INOUT) :: R(:)    ! Dummy is array of 1
INTEGER*4, INTENT(IN) :: J
INTEGER*4 :: K

DO K=J-5,J+5            ! K=5..15
    R(K) = K            ! No Runtime Error
END DO

END SUBROUTINE

Answer 2

有意思的。gfortran 4.6查找运行时下标错误：

At line 18 of file test_code.f90
Fortran runtime error: Index '5' of dimension 1 of array 'r' above upper bound of 1 

但是ifort XE 12.1.1.246没有。

编辑:以下是英特尔编译器文档中的答案：“对于作为伪参数的数组，对于其上界指定为*或上下界均为1的维度，仅检查下限。”当声明更改为R(2)时，ifort也会查找下标错误。

其原因是许多旧代码使用值"1“作为伪参数组的大小来指示未知大小。如果你只是把参数当作一个地址，这是可行的，但当然也会使任何下标检查变得不可能，因为编译器不知道伪参数的大小。这种技术不应该在新代码中使用。Fortran 90提供了更好的选项，例如，假定形状数组(冒号声明)。

因此，对于“(对我来说)这种情况是否可能发生”的答案，即当ifort没有检查您的遗留代码时--查找声明为(1)或(*)的过程参数，或者多个维度中的一个或多个是相同的。