面试题：Fortran异常捕获与程序流程控制

Question

假设你正在编写一个Fortran程序读取一个文件内容并进行一系列数值计算。如果在文件读取过程中发生`END - OF - FILE`错误，如何利用异常捕获机制优雅地处理该错误，同时不影响后续可能的其他错误处理逻辑？请给出具体的代码示例，并阐述异常捕获块中的逻辑是如何维护程序状态和控制流程的。

Answer 1

在Fortran中，可以使用TRY - CATCH结构来捕获异常。以下是处理文件读取时END - OF - FILE错误的代码示例：

program handle_eof_error
    implicit none
    integer :: unit_num, ierr
    real :: num
    character(len=100) :: filename = 'input.txt'

    open(newunit = unit_num, file = filename, iostat = ierr)
    if (ierr /= 0) then
        print *, 'Error opening file'
        stop
    end if

    do
        try
            read(unit_num, *, iostat = ierr) num
            if (ierr == 0) then
                ! 在这里进行数值计算
                print *, 'Read value:', num
            else if (ierr < 0) then
                exit
            else
                print *, 'Read error'
                exit
            end if
        catch (e)
            if (e%name() == 'EndOfFile') then
                exit
            else
                print *, 'Unexpected error:', e%name()
                stop
            end if
        end try
    end do

    close(unit_num)
end program handle_eof_error

异常捕获块中的逻辑解释

1. 维护程序状态：

   • 当END - OF - FILE错误发生时（ierr < 0），程序通过exit语句跳出循环，停止文件读取操作，确保不会继续尝试读取文件末尾之后的数据，从而维护了程序的状态。
   • 对于其他非END - OF - FILE异常（通过e%name()判断异常类型），如果是意外错误，打印错误信息并终止程序，防止程序在错误状态下继续执行导致未定义行为。

2. 控制流程：

   • TRY - CATCH结构确保了文件读取过程中的异常能够被捕获。当捕获到异常时，CATCH块内的逻辑会根据异常类型决定程序的走向。
   • 对于END - OF - FILE异常，通过exit跳出循环，结束文件读取，后续可以继续执行关闭文件等清理操作。对于其他异常，程序会打印错误信息并终止，避免异常情况对后续逻辑产生影响，保证了程序控制流程的正确性。