Fortran 中变量和静态数组的生命周期

Question

听说，在 Fortran77 中，函数中的所有局部变量都是在主程序执行开始时创建并存在于整个运行时，而不是在进入函数时创建并在退出时销毁。我不知道这在较新的 Fortran 中是否仍然适用。有什么方法可以测试出来吗？ 一项可能有帮助的测试是检查变量是否在调用之间保持其值。这是一个简单的测试：

  program main
  call p()
  call p()
  call p()
 end program main

 subroutine p()
  real :: a(3)
  a=a+1
  write(*,*) a(1), a(2), a(3)
 end subroutine p

我使用gfortran 的测试表明数组a 在调用之间保留其值，与使用save 属性的行为相同。 我想知道这是 Fortran 语言中的标准还是取决于编译器实现。

Answer 1

为了好玩，我们可以尝试一个程序，在连续调用p() 之间可以调用一些其他例程（例如foo()）：

program main
    call p()
    !  call foo()  ! (*)
    call p()
    !  call foo()  ! (*)
    call p()
end

subroutine p()
    real :: a(3)
    a = a + 1
    write(*,*) "a = ", a
end

subroutine foo()
    real :: b(3)
    b = b * 10
    write(*,*) "b = ", b
end

加上注释的 (*) 行，我们得到

 ! gfortran-8.2
 a =    1.00000000       4.74066630E+21   1.00000000    
 a =    2.00000000       4.74066630E+21   2.00000000    
 a =    3.00000000       4.74066630E+21   3.00000000

 ! PGI18.10
 a =     1.000000        1.000000        1.000000    
 a =     2.000000        2.000000        2.000000    
 a =     3.000000        3.000000        3.000000    

当 (*) 行未注释时，我们得到

 ! gfortran-8.2
 a =    1.00000000       4.74066630E+21   1.00000000    
 b =    10.0000000       4.74066641E+22   10.0000000    
 a =    11.0000000       4.74066641E+22   11.0000000    
 b =    110.000000       4.74066623E+23   110.000000    
 a =    111.000000       4.74066623E+23   111.000000

 ! PGI18.10
 a =     1.000000        1.000000        1.000000    
 b =     0.000000        0.000000        0.000000    
 a =     2.000000        2.000000        2.000000    
 b =     0.000000        0.000000        0.000000    
 a =     3.000000        3.000000        3.000000  

（这只是局部变量行为的实验/说明（即不一定是“SAVE-ed”，因为它可能出现在更简单的情况下），请参阅the other answer and comments 了解详细说明。）

Answer 2

这样的测试不能证明任何事情。在两次函数调用之间，堆栈中仍然存在一些垃圾这一事实可能纯属巧合。

局部函数变量仅在定义其值的函数调用期间有效。在 Fortran 77 中也是如此。如果要保留该值，则必须将变量声明为 SAVE。