面试题：Fortran错误处理机制的优化与扩展

设计思路

集中捕获：在主程序或者关键调用点设置统一的错误捕获机制，确保所有模块抛出的错误都能被捕获。
分类处理：根据错误类型进行分类，例如将语法错误、运行时错误等分开处理，以便采取不同的应对策略。
日志记录：记录错误发生的详细信息，包括错误类型、错误发生的模块、时间等，便于后续追踪和分析。
错误追踪：通过某种标识（如错误编号）和日志记录，能够快速定位错误发生的具体位置和原因。

关键数据结构

错误类型枚举：定义一个枚举类型来表示不同的错误类型。

    integer, parameter :: ERROR_TYPE_SYNTAX = 1
    integer, parameter :: ERROR_TYPE_RUNTIME = 2
    ! 其他错误类型可以继续添加

错误信息结构体：用于存储错误的详细信息。

    type ErrorInfo
        integer :: error_type
        character(len=256) :: error_message
        character(len=128) :: module_name
        integer :: line_number
        real :: timestamp
    end type ErrorInfo

错误处理流程

错误抛出：各个模块在发生错误时，构造ErrorInfo结构体并抛出错误。
错误捕获：在主程序或关键调用点，使用try - catch机制捕获错误。
分类处理：根据error_type字段对错误进行分类处理。
日志记录：将错误信息记录到日志文件中。

代码片段

模块内错误抛出示例

module SomeModule
    implicit none
    contains
        subroutine SomeSubroutine()
            type(ErrorInfo) :: err
            ! 模拟运行时错误
            if (.false.) then
                err%error_type = ERROR_TYPE_RUNTIME
                err%error_message = 'Runtime error occurred'
                err%module_name = 'SomeModule'
                err%line_number = __LINE__
                call system_clock(count=err%timestamp)
                error stop 'Error in SomeSubroutine'
            end if
        end subroutine SomeSubroutine
end module SomeModule

主程序中的错误捕获与处理

program MainProgram
    use SomeModule
    implicit none
    type(ErrorInfo) :: caught_err
    integer :: ierr
    character(len=256) :: log_message
    try
        call SomeSubroutine()
    catch
        ! 捕获错误并填充错误信息
        caught_err%error_type = ERROR_TYPE_RUNTIME
        caught_err%error_message = 'Caught error in MainProgram'
        caught_err%module_name = 'MainProgram'
        caught_err%line_number = __LINE__
        call system_clock(count=caught_err%timestamp)
        ! 分类处理错误
        select case (caught_err%error_type)
            case (ERROR_TYPE_SYNTAX)
                ! 处理语法错误
                write(*,*) 'Syntax error:', caught_err%error_message
            case (ERROR_TYPE_RUNTIME)
                ! 处理运行时错误
                write(*,*) 'Runtime error:', caught_err%error_message
            case default
                write(*,*) 'Unknown error:', caught_err%error_message
        end select
        ! 日志记录
        write(log_message, fmt='(A, I0, A, A, A, I0, A, F10.3)') &
            '[' , caught_err%timestamp, '] ', &
            caught_err%module_name, ' (line ', caught_err%line_number, '): ', &
            caught_err%error_message
        open(unit=10, file='error_log.txt', position='append', iostat=ierr)
        if (ierr == 0) then
            write(10,*) log_message
            close(10)
        else
            write(*,*) 'Failed to write to error log'
        end if
    end try
end program MainProgram

面试题：Fortran错误处理机制的优化与扩展

知识考点

面试题答案

设计思路

关键数据结构

错误处理流程

代码片段