面试题：Fortran异常处理的应用场景

Question

假设你正在开发一个数值计算的Fortran程序，该程序可能会遇到除零错误和数组越界错误。请描述如何运用Fortran的错误处理机制，分别对这两种错误进行合理处理，以保证程序的健壮性，并给出关键代码示例。

Answer 1

处理除零错误

在Fortran中，可以使用IEEE_ARITHMETIC模块来处理除零错误。该模块提供了对IEEE算术标准的支持，包括处理特殊值（如NaN和Inf）。

1. 使用IEEE_ARITHMETIC模块：

use IEEE_ARITHMETIC
implicit none
real :: a, b, result
a = 1.0
b = 0.0

if (ieee_is_fpe_flag_set(ieee_overflow) .or. ieee_is_fpe_flag_set(ieee_divide_by_zero)) then
    ieee_fpe_flag_ctl(ieee_overflow, ieee_ignore)
    ieee_fpe_flag_ctl(ieee_divide_by_zero, ieee_ignore)
end if

result = a / b

if (ieee_is_nan(result)) then
    print *, '除零操作，结果为NaN'
else if (ieee_is_inf(result)) then
    print *, '除零操作，结果为Inf'
end if

处理数组越界错误

Fortran 2003引入了ERROR STOP语句和TRY - CATCH结构来处理运行时错误，包括数组越界错误。

1. 使用TRY - CATCH结构：

implicit none
integer, dimension(5) :: arr
integer :: i

arr = [1, 2, 3, 4, 5]

!$omp try
    i = 6
    print *, arr(i)
!$omp catch
    print *, '数组越界错误'
!$omp end try

在上述代码中，TRY - CATCH结构捕获了数组越界错误，并在CATCH块中打印出错误信息。这样可以保证程序在遇到数组越界错误时不会崩溃，而是进行相应的错误处理。