Fortran 是否复制传递给函数/子例程的数组部分？

Question

当将数组部分传递给 Fortran 中的子例程时，例如f(a, b, c(2:5,4:6))（所有这些都是二维数组），程序是先制作 的临时副本c，然后将其传递给子例程（作为引用、指针等），还是整个过程动态处理？

我正在尝试将一些 Fortran 代码转换为 C++，并且我看到对具有作为参数传递的数组部分的子例程的调用。据我所知，C++ 不允许这样做，所以我试图在 C++ 中像这样（mat2d = std::vector<std::vector<T>>）：

f(mat2d &a, mat2d &b, mat2d *a, int rows, int rows, int offsetx, int offsety) {...}

并调用为：

f(a, b, c.data(), ...)

这有效，但它需要大小，以及我想要进行通用矩阵乘法的情况下的偏移量（例如）。所以，如果 Fortran 首先复制c(2:5,4:6)到（比如说）一个temp(4,3)数组，那么我可以在 C++ 中模仿它：简单地复制一个临时的，然后将该临时的引用传递给函数，没有行/列/偏移量. 但如果不是……我不介意听听别人的想法。

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示例子程序：

subroutine f(A, B, C)
  implicit none
  real(kind(1d0)) :: A(2,2), B(2,2), C(2,2)
  C = A*B
  return
end f

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如果我的话不好，也许一张带有真实代码的图片就可以了？阵列是auxfour(4,4)，aux44(4,4)，和Gv(2,2)。

这是一个调用，具有auxp(5)相同的Gv：

完整的子程序。图片，不是文字。

Answer 1

诚然，Fortran 标准并没有规定传递机制的细节。然而，因为编译器正在努力提高效率，我们可以说很多关于实践中通常会发生的事情。

Fortran 标准没有指定通过引用传递参数，但规则实际上要求它。但是，它始终可以是对临时副本的引用。引用通常仅表示第一个元素的内存地址（指针）。当一个人只传递一个元素并在子例程/函数内引用整个数组时，这使得完全有效的用法成为可能。

在某些情况下，临时副本实际上是不可避免的。

让我们考虑一下

real :: a(10,10)

call f(a(2:5,4:6))

那么如果f是

subroutine f(c)
  real :: c(3,3)

那么编译器可以做的很少，临时副本实际上是有保证的。同样适用于

subroutine f(c)
  real :: c(3,*)

然而，对于假定的形状数组

subroutine f(c)
  real :: c(:,:)

事实并非如此。这些参数是使用数组描述符传递的，并且可以是不连续的，您通常不会看到它们的临时副本。

最后，如果第一个维度是完整的：

real :: a(2:5,10)

call f(a(:,4:6))

副本也不是必需的，因为子数组在内存中是连续的。

即使不需要临时文件，编译器也总能做到，但没有任何保证。但在实践中不太可能。编译器力求高效。