Fortran 90自动（？）分配可分配项

在上面的代码中，我设置了两个可分配项-

a

和

b

，并且只在代码中分配了

a

。我原以为代码无法编译，但它编译得很好，而且似乎工作得很好，而下面的代码也显示了SEGFAULT，它做了类似的工作

program test

    implicit none
    real(dp),allocatable :: a(:), b(:)

    allocate (a(10))

    a = 1.d0
(*) b = a

end program

理解前一个代码自动分配

b

是否合适

program test_fail

   implicit none
   real(dp),allocatable :: a(:), b(:)
   integer              :: i

   allocate ( a(10) )

   a = 1.d0

   do i = 1, 10
      b(i) = a(i)
   enddo

end program

同样，在上述带有成形数组输入的子例程中，代码自动检测输入数组

a

的大小，并在子例程中分配自己的数组，并将其释放回其上一帧，这样理解是否正确

最后，将一个数组复制到另一个数组时，哪个更快

subroutine test_sub(a)

   implicit none

   real(dp),intent(inout) :: a(:,:)

   ...

end program

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我没有太多的时间，所以这可能是相当压缩。还要注意的是，正如上面的一条评论所指出的（为了突出和子孙后代，复制到这里），代码和这个答案的有效性取决于版本（更多细节请参见）

正如你所发现的，声明

program speed2

  implicit none
  real(dp), allocatable :: a(:,:,:), b(:,:,:)
  integer               :: i, j, k

  allocate( a(10000,10000,10000), b(10000,10000,10000) )

  a = 1.d0

  do i = 1,10000
    do j = 1,10000
      do k = 1,10000
        b(i,j,k) = a(i,j,k)
      enddo
    enddo
  enddo

end program

b = a

b(i) = a(i)

将自动将数组

b

分配到与

a

相同的大小（和形状），并为其元素提供与

a

元素相同的值。这一切都符合标准。然而，声明

program speed2

  implicit none
  real(dp), allocatable :: a(:,:,:), b(:,:,:)
  integer               :: i, j, k

  allocate( a(10000,10000,10000), b(10000,10000,10000) )

  a = 1.d0

  do i = 1,10000
    do j = 1,10000
      do k = 1,10000
        b(i,j,k) = a(i,j,k)
      enddo
    enddo
  enddo

end program

b = a

b(i) = a(i)

左侧没有

数组

，它有

数组元素

，在这种情况下Fortran不会自动分配数组。这是不幸的，但（我相信）这是语言标准不要求编译器发现错误的情况之一——这就是为什么您在运行时会发现错误。您的编译器的行为似乎与我最近使用过的其他编译器一样—实际上，没有元素

b（1）

来分配

a（1）

的值，等等

至于语句中的子例程中的“分配”

program speed2

  implicit none
  real(dp), allocatable :: a(:,:,:), b(:,:,:)
  integer               :: i, j, k

  allocate( a(10000,10000,10000), b(10000,10000,10000) )

  a = 1.d0

  do i = 1,10000
    do j = 1,10000
      do k = 1,10000
        b(i,j,k) = a(i,j,k)
      enddo
    enddo
  enddo

end program

b = a

b(i) = a(i)

那不太一样。这里，

a

是假定的形状，只是假定传递给例程的相应参数的形状（和值）。《标准》没有说明这是如何做到的。大多数编译器不会复制数组（出于对Fortran程序员通常很重要的性能原因），但有些编译器可能会这样做，并且很容易构造示例，其中大多数编译器将复制作为参数传递的数据结构

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至于最后两个codelet中哪一个更快？为什么不告诉我们？

High Performance Mark的答案是正确的，而且很有帮助，但是以稍微不同的方式重复一些要点可能会有一些好处

如前所述，在该答案和相关问题中，作业如下

real(dp),intent(inout) :: a(:,:) 

对于

b

未分配取决于是否使用Fortran 2003+规则。但是，如果未分配

b

，则分配给

b

的元素，如中所示

b = a

总是错误的（直到当前的语言版本）。每当数组元素出现在赋值的左侧（或变量引用中）时，下标的值必须在数组的边界内-但未分配的可分配数组没有定义的边界。1

这与Matlab等语言形成了对比，在Matlab中，如果存在超出当前数组大小范围的赋值，则数组会“增长”。Fortran（2003+）整个数组分配是一个例外，其中（重新）分配发生在整个数组完全位于右侧的情况下。在这样的整个数组分配上，所需的大小是已知的；通过逐元素分配，最终分配最初是未知的

关于子程序

test\u sub

的伪参数

a

，High Performance Mark的回答中有一点需要补充：这意味着子程序中的

a

可能与调用子程序的主程序中的数组共享某些方面。这确实可能包括之前给出的任何分配/存储

不过，为了完整起见：Fortran是那些语义不是逐行定义的语言之一。子程序的

…

隐藏了其他人可能感兴趣的内容。在这里面，

…

我们可以改变

a

的这种解释

b(i) = a(i)

突然间，

a

不是假定的形状，而是延迟的形状。我不会在这里讨论后果，但它们可以在其他问题和答案中找到

最后，在赋值速度方面，我们比较了整个数组赋值和数组所有元素上的循环（左侧正确分配）。Fortran的规则保证，对于左侧的数组，赋值是“在相应的数组元素上逐元素执行”，但“处理器可以按任何顺序逐元素执行赋值”

您的赋值（在大多数情况下）具有相同的效果，但编译器可能会根据需要重新排序或利用矢量化/并行化。然而，同样地，它可以对循环进行完全相同的分析（包括重新排序循环，正如伊恩·布什的评论所指出的那样，这可能会有所帮助，或者是为了响应OpenMP指令）。如果您想知道案例中性能的精确细节，您必须进行测试，但如果您使用手工制作的循环进行微优化，最终会惹恼某人，就像您使用整个数组分配惹恼其他人一样

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1对于感兴趣的一方，请参见Fortran 2018 8.5.8.4和9.5.3.1。

让我扩展我的评论作为回答

1st代码截断编译是因为

b

在赋值

b=a

时采用

a

的形状，这是Fortran的标准功能

2nd代码段错误：未分配的数组无法索引，它没有形状或条目。这是一个错误

（在这个简单的例子中，编译器可以很容易地检测到这个错误。）