Fortran 95/2003派生类型演算中的动态内存释放

摘要

为计算科学和工程开发的抽象数据类型经常模仿物理对象，其状态变量必须满足控制微分方程。将相关的代数和微分运算符泛化以操作抽象数据类型有助于模拟标准数学符号的高级程序构造。对于非普通表达式，在表达式求值期间必须进行多个对象实例化以保存中间结果。如果在编译时没有指定每个对象的状态空间的维度，程序员就要负责为每个实例化动态分配和回收内存。随着Fortran 2003派生类型中可分配组件的出现，这些中间结果可能会占用程序内存占用的很大一部分。在以粗粒度数据结构为主的最高抽象级别上，这个问题变得特别尖锐。本文提出了一组用于释放为派生类型演算中的中间结果动态分配的内存的规则，同时将该内存与更持久的对象区分开来。将新规则应用于多态时间积分器的设计，用于积分控制动力学系统的演化方程。讨论了效率和设计稳健性的相关问题。

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