Fortran 90 中双精度的最大数组大小是多少？

Question

对不起，如果这不是做这个问题的正确地方，这不是关于编程而是一个技术问题。 我需要以双精度处理巨大的二维向量数组，其中大约有 1000 万个。但是，在其他程序中，我在处理这种数组时遇到了内存问题。我的问题是双精度数组大小是否有某种限制。

我在 Linux、Intel 两核 32 位工作。 谢谢

Answer 1

好的，我将解释为什么字节数是有限的，而不仅仅是元素数。在数组索引期间，必须计算元素的地址。当然它必须适合intptr_t C 变量。此外，以字节为单位的数组大小必须适合size_t C 变量。这些都是 32 位或 64 位的 32 位和现代机器上的 64 位程序。程序可寻址的虚拟内存也是如此！还有操作系统和 CPU 可寻址的内存，即使程序是 32 位，它们也可以是 64 位。

这是 32 位程序和操作系统无法寻址超过 4 GB 内存的根本原因。即使您可以使用比所选 CPU 字长更宽的 Fortran 变量以某种方式计算地址，CPU 也无法访问它。

最后我在 Intel Fortran 中进行了 32 位模式下的实验，其中包含 32 字节元素的数组：

complex(16), allocatable :: a(:)
 do i=1,100
   allocate(a(2**i))
   a(size(a)) = 1
   deallocate(a)
   write(*,*) i
 end do
end

ifort arraysize.f90 -m32 -check -traceback -g

输出如预期：

       1
       2
       3
       4
       5
       6
       7
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      26
    forrtl: severe (179): Cannot allocate array - overflow on array size calculation.

正如预期的那样，数组的大小以字节为单位溢出，程序在索引变量溢出之前很久就崩溃了。这不是编译器特有的功能，但这是有根本原因的。

Answer 2

Fortran 语言标准没有定义程序可以（尝试）声明或分配的数组大小的限制。在实践中，您可能会发现您的编译器将数组中的元素总数限制为2^31-1 或2^63-1，具体取决于您的默认整数大小是32 位还是64 位。您可能会发现数组的任何维度的最大大小也被限制为相同的值。

实际上，您可以声明的最大数组大小将受到计算机上可用 RAM 的限制。由于双精度值占用 8 个字节，因此计算可能能够使用的数组的最大边界相对容易。与您似乎想要处理的数据量相比，阵列所需的任何存储开销都是很小的。

回应 VladimirF 的 cmets

• 我的意思是，并且仍然是指元素的数量，而不是字节的数量。元素的数量决定了访问数组元素所需的最大索引值。
• 可能是某些编译器对单个数组中使用的字节数施加了限制，但这不是我要说的重点。
• 当然，Fortran 数组可以从0 开始索引，实际上可以从范围内的任何正整数或负整数开始索引，但这实际上只是为了方便程序员。