為什么這個 Fortran function 在打印兩個 Hello World 之間需要永遠

Question

以下 Fortran function 在打印Hello World 1后需要永遠打印Hello World 2 。

program Test_Long_Run

    implicit none

    ! Variables

    integer,allocatable,dimension(:) :: test
    integer :: i, j, k, l, m, int
    
    allocate(test(1000*100)); test = 0
    ! Body of Test_Long_Run
    print *, 'Hello World 1'
    do k = 1,100
        do j = 1,100
            do i = 1,100
                do m = 1,100
                    do l = 1,1000
                        test(l*m) = 2
                        int = 2
                    enddo
                enddo
            enddo
        enddo
    enddo
    
    print *, 'Hello World 2'

end program Test_Long_Run

如果我注釋掉test(l*m) = 2 ，它會運行得非常快

Answer 1

內部主體中的指令執行 1000 億次乘法和對表的賦值，以及對變量的賦值。 您寫入的數組包含 10 萬個整數，因此不適合任何緩存。 您寫入的元素不是連續的（步幅：1000*4 字節），因此每次寫入都必須繞過/使緩存無效並涉及 RAM。 這很慢。 每個分配甚至數百個處理器周期。 如果您的處理器以 2GHz 或每秒 20 億條指令運行，那么您每秒最多將執行 1000 萬次分配。 現在將 1000 億除以 1000 萬。 一萬秒？

如果刪除對數組的分配會發生什么？ 程序將被分配給單個變量。 分配一個常數值。 一個體面的編譯器會注意到所有這些循環都可以被丟棄，只剩下一條指令： int = 2 。

請記住，如果編譯器決定不會改變程序的行為，它就有權修改您的源代碼。