g如何处理 Fortran 名称列表中的可选组



我正在使用最初用Fortran 77编写的代码,该代码使用名称列表(在编写时由编译器扩展支持-此功能仅在Fortran 90中成为标准)来读取输入文件。名称列表输入文件在(多个)纯文本页眉和页脚之间具有名称列表变量组(请参阅example.nml)。某些名称列表变量组仅在满足先前读取变量的某些条件时才会读取。

当按顺序读取文件中的所有名称列表组时,使用 gfortran、ifort 和 nagfor 编译的可执行文件的行为都相同,并给出预期的输出。但是,当要跳过输入文件中的给定名称列表组(可选读取)时,gfortran 和 ifort 可执行文件会根据需要处理此问题,而使用 nagfor 编译的可执行文件会引发运行时错误:

运行时错误:reader.f90,第 27 行:预期的名称列表组/GRP3/但找到/GRP2/程序因单元 15 上的 I/O 错误而终止(文件="example.nml",格式化,顺序)

作为重现该问题的最小工作示例,请考虑下面给出的名称列表文件example.nml和驱动程序reader.f90,其中仅当名称列表组GRP1NUM1等于1时,才应读取名称列表组GRP2中的NUM2

例子.nml:

this is a header
&GRP1  NUM1=1     /
&GRP2  NUM2=2     /
&GRP3  NUM3=3     /
this is a footer

读者.f90:

program reader
implicit none
character(len=40)   :: hdr, ftr
integer             :: num1, num2, num3, icode
! namelist definition
namelist/grp1/num1
namelist/grp2/num2
namelist/grp3/num3
! open input file
open(unit=15, file='example.nml', form='formatted', status='old', iostat=icode)
! read input data from namelists
read(15, '(a)') hdr
print *, hdr
read(15, grp1)
print *, num1
if (num1 == 1) then
read(15, grp2)
print *, num2
end if
read(15,grp3)
print *, num3
read(15, '(a)') ftr
print *, ftr
! close input file
close(unit=15)
end program reader

所有可执行文件在NUM1=1时都会给出以下预期输出:

this is a header
1
2
3
this is a footer

但是,当例如NUM1=0,用gfortran和ifort编译的可执行文件给出了期望的输出:

this is a header
0
3
this is a footer

而使用 Nagfor 编译的可执行文件(以严格符合标准而闻名)读取标头和第一个名称列表组:

this is a header
0

但随后因前面提到的运行时错误而终止。

如错误消息所示,example.nml是按顺序访问的,如果是这种情况,/GRP2/是要读取的下一条记录,而不是程序逻辑要求的/GRP3/,因此错误消息对我来说很有意义。

所以我的问题是这样的:

  1. 显示的行为是否可以归因于nagfor而不是gfortran和ifort强制执行的标准(非)一致性?
  2. 如果是这样,这是否意味着在 gfortran 和 ifort 中观察到的非顺序读取是由于这些编译器支持的扩展(而不是 nagfor)?可以使用编译器标志打开/关闭此功能吗?
  3. 我能想到的最简单的解决方法(对大型现有程序的最小更改)是在else分支中添加一个虚拟read(15,*),用于reader.f90中的if语句。这似乎适用于所有提到的编译器。这是否会使代码标准符合(Fortran 90 或更高版本)?

以下是用于编译可执行文件的编译器版本和选项:

  • GNU Fortran (Ubuntu 9.1.0-2ubuntu2~18.04) 9.1.0:gfortran -Wall -Wextra -fcheck=all -g -Og -fbacktrace reader.f90
  • 英特尔(R) Visual Fortran,版本 16.0 内部版本 20160415:ifort -Od -debug:all -check:all -traceback reader.f90
  • NAG Fortran 编译器版本 6.1(东西) Build 6116:nagfor -O0 -g -C reader.f90

当在外部文件上请求名称列表格式时,名称列表记录将从文件当前位置的记录开始。

名称列表输入记录的结构由语言规范明确定义(例如,请参阅 Fortran 2018 13.11.3.1)。 特别是,这不允许名称列表组名称不匹配。 纳格福尔抱怨这一点是合法的。

几个编译器确实似乎继续跳过记录,直到在记录中标识名称列表组,但我不知道可用于控制该行为的编译器标志。 从历史上看,通常使用不同的文件指定多个名称列表。

来到你的"简单解决方法":唉,这在一般情况下是不够的。 名称列表输入可能会占用外部文件的多条记录。read(15,*)只会将文件位置提前一条记录。 您需要前进到名称列表的终止记录之后。

当您知道名称列表只是该单个记录时,解决方法很好。

>@francescalus的回答和对该答案的评论清楚地解释了我问题的前两部分,同时指出了第三部分的缺陷。希望它对其他偶然发现遗留代码类似问题的人有用,这是我最终实现的解决方法:

实质上,解决方案是确保在尝试读取任何名称列表组之前始终正确定位文件记录标记。此定位在子例程中完成,该子例程倒带输入文件,读取记录,直到找到具有匹配组名的记录(如果未找到,则可能引发错误/警告),然后倒带并重新定位文件记录标记以准备好读取名称列表。

subroutine position_at_nml_group(iunit, nml_group, status)
integer,          intent(in)  :: iunit
character(len=*), intent(in)  :: nml_group
integer,          intent(out) :: status
character(len=40)  :: file_str
character(len=:), allocatable :: test_str
integer :: i, n
! rewind file
rewind(iunit)
! define test string, i.e. namelist group we're looking for
test_str = '&' // trim(adjustl(nml_group))
! search for the record containing the namelist group we're looking for
n = 0
do
read(iunit, '(a)', iostat=status) file_str
if (status /= 0) then
exit ! e.g. end of file
else
if (index(adjustl(file_str), test_str) == 1) then
! backspace(iunit) ?
exit ! i.e. found record we're looking for
end if
end if
n = n + 1 ! increment record counter
end do
! can possibly replace this section with "backspace(iunit)" after a
! successful string compare, but not sure that's legal for namelist records
! thus, the following:
if (status == 0) then
rewind(iunit)
do i = 1, n
read(iunit, '(a)')
end do
end if
end subroutine position_at_nml_group

现在,在读取任何(可能是可选的)名称列表组之前,文件首先正确定位:

program new_reader
implicit none
character(len=40)    :: line
integer              :: num1, num2, num3, icode
! namelist definitions
namelist/grp1/num1
namelist/grp2/num2
namelist/grp3/num3
! open input file
open(unit=15, file='example.nml', access='sequential', &
form='formatted', status='old', iostat=icode)
read(15, '(a)') line
print *, line
call position_at_nml_group(15, 'GRP1', icode)
if (icode == 0) then
read(15, grp1)
print *, num1
end if
if (num1 == 1) then
call position_at_nml_group(15, 'GRP2', icode)
if (icode == 0) then
read(15, grp2)
print *, num2
end if
end if
call position_at_nml_group(15, 'GRP3', icode)
if (icode == 0) then
read(15, grp3)
print *, num3
end if
read(15, '(a)') line
print *, line
! close input file
close(unit=15)
contains
include 'position_at_nml_group.f90'
end program new_reader

使用这种方法消除了不同编译器如何处理在文件中的当前记录中找不到匹配的名称列表组的不确定性,为所有测试的编译器(nagfor,gfortran,ifort)生成所需的输出。

注意:为简洁起见,此处显示的代码片段中只进行了最低限度的错误检查,可能应该添加此代码(以及不区分大小写的字符串比较!

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