Fortran 90中双精度数组的最大大小是多少？

Question

抱歉，如果这不是正确的地方提问，请见谅。这不是关于编程的问题，而是一个技术问题。 我需要使用双精度的巨大二维向量数组进行工作，大约有1000万个。但是，在其他程序中，我在处理此类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上工作，使用Intel双核，32位。 谢谢

- JoeCoolman

---

你可能需要增加进程内存限制。请参考 ulimit。 - M. S. B.

Answer 1

好的，我将解释一下为什么字节数量受限制，而不仅仅是元素数量。在数组索引期间，必须计算元素的地址。当然，它必须适合于C变量intptr_t。此外，字节数组的大小必须适合于C变量size_t。这些都是现代计算机上32位和64位程序上的32位或64位。同样也适用于程序可寻址的虚拟内存！以及操作系统和CPU可寻址的内存，尽管它们可能是64位的，即使程序是32位的。

这是32位程序和操作系统不能寻址超过4 GB内存的根本原因。即使你能够使用比所选CPU字长更宽的Fortran变量计算地址，CPU也无法访问它。

最后，我在Intel Fortran中进行了一个实验，在32位模式下使用了具有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

输出符合预期：

       1
       2
       3
       4
       5
       6
       7
       8
       9
      10
      11
      12
      13
      14
      15
      16
      17
      18
      19
      20
      21
      22
      23
      24
      25
      26
    forrtl: severe (179): Cannot allocate array - overflow on array size calculation.

预料之中，数组的大小已经溢出，程序在索引变量溢出之前就崩溃了。这不是编译器特定的功能，但是有一个根本原因。

- Vladimir F Героям слава

Answer 2

Fortran语言标准并未限制程序可以（尝试）声明或分配的数组大小。实际上，您可能会发现您的编译器将数组中元素的总数限制为2 ^ 31-1或2 ^ 63-1，具体取决于默认整数大小是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受到相同值的限制。

实际上，您可以声明的数组的最大大小将受计算机可用的RAM的限制。由于双精度值占用8个字节，因此您可以相对容易地计算出您可能能够处理的数组的最大范围。与您想要处理的数据量相比，所需的任何存储开销都非常小。

回应VladimirF的评论：

- 我指的是元素数，而不是字节数。正是元素数量确定了访问数组元素所需的最大索引值。 - 某些编译器可能会强制限制单个数组中使用的字节数，但这不是我要表达的观点。 - Fortran数组当然可以从0开始索引，事实上，可以从范围内的任何正整数或负整数开始索引，但这真的只是方便程序员的一种方式。

- High Performance Mark

---

我认为字节数必须是2^31-1或2^63-1，而不是元素数量。 - Vladimir F Героям слава

因为数组不能有地址0，所以要小于。 - Vladimir F Героям слава

你的程序可以使用的内存空间是有限制的，只能是可用的RAM大小减去程序和分页文件的大小。由于程序也需要被加载到内存中，因此如果程序越大，那么数据所占用的空间就会越小，除非你使用覆盖技术。我并没有调查现代编译器/链接器是否可以处理覆盖技术，因为它们大多运行在具有动态页面分配功能的操作系统上。 - cup

我所说的地址0当然是指空指针，而不是零数组索引。 - Vladimir F Героям слава

抱歉，实际上错误信息是“分段错误（核心已转储）”。我曾经认为Linux会动态分配内存，但现在不确定了，也许需要手动设置。因此，M.S.B.提出的建议是相关的。 - JoeCoolman