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§8.3静态存储分配——FORTRAN语言如果编译时能确定一个程序在运行时所需的存贮空间大小，则可以在编译时安排目标程序的全部数据空间，并确定每个数据项的单元地址。这种存贮空间分配方法称为——“静态存储分配”。静态存储分配特点1).编译时刻确定存储位置；2).目标程序执行时不必进行存储管理。目标程序代码特别简单、高效。FORTRAN语言的特点：（FORTRAN77）1).过程不允许递归调用一个过程的两个活动的生存期不相交，因此一个过程的所有活动可以使用同一个活动记录；2).每个数据名所需的存储空间大小是常数，没有可变数组等；3).数据名的性质完全确定；不能动态地建立数据结构；因此可以采用“静态存储分配”。由于每个FORTRAN程序段可以独立编译，运行前由装入程序把各段连成可运行的整体。通常按数据区组织存储:•每个程序段定义一个局部数据区，用来存放程序段中未出现在COMMON里的局部名的值。•每个公用块定义一个公用数据区，用来存放公用块里各个名字的值。•每个数据区有一个编号，地址分配时，在符号表中，对每个数据名登记：（所属数据区编号，在该区中的相对位置）§8.3.1FORTRAN数据区数据区=局部区(1个/程序段)＋全局区主程序子程序1子程序n编译目标代码常数局部数据区主程序......无名公共区有名公共区1有名公共区m...1.各数据区编号，并统计长度，便于分配空间；2.数据区仅分配地址，构成映象(虚空间)，真正的空间运行时才建立，并可以使用；全局区目标代码常数局部数据区子程序1目标代码常数局部数据区子程序n局部数据区的内容：返回地址：存放此程序段结束时的返回地址。寄存器保护区：调用本程序段时寄存器中的信息，当本程序段结束后，可以恢复到调用前的状态；形式单元：存放实在参数的地址或值。FORTRAN语言采用两种方式共存的形式。传地址：一个单元，存放地址；得结果：二个单元，存放地址、值；数组：按列存放；临时变量：语义分析引入。临时变量数组简单变量形式单元寄存器保护区返回地址地址名字NAME性质ATTRIBUTEDAADDRSWAP子程序，二目A哑，实变量kaB哑，实变量ka+2T实变量ka+4寄存器保护区返回地址ATBa临时变量数组简单变量形式单元寄存器保护区返回地址例：子程序段：SUBROUTINESWAP(A,B)T=AA=BB=TRETURNEND设：实型量占2个机器字§8.3.2公共语句、等价语句介绍数据对象的物理存储空间管理，对程序的空间利用效率有很大的影响，COMMON和EQUIVALENCE这两个语句提供了足够强大的控制存储空间的功能。COMMON：处理不同程序单位之间的数据共享。通常用于在不同程序单位之间进行数据的批量传递，它比采用参数传递的方式效率要高。EQUIVALENCE：*）处理同一个程序单元中的多个对象共享一个存储空间，以节省内存。因此，主程序和过程之间；过程相互之间不同变量不能用EQUIVALENCE语句来指定共用存储单元。*）允许用两个或更多的变量名代表同一个量。COMMON、EQUVILENCE：这两个语句功能过于强大，滥用会导致对程序的理解和维护变得非常困难。FORTRAN语言存储空间的模式描述：1).存储单位：存储单个FORTRAN数据值的内存空间;integer,real,boolean：占一个机器字;Complex(复数),double(双精度实型)：占两个相继的机器字;例：INTEGERI,J,K(3)COMPLEXXREALAIJK(1)K(2)K(3)A…X数据区2).存储序列：任意多个连续的数据单位就构成了一个存储序列；•一个数组对象构成一个存储序列；•一个公用块构成一个存储序列；•等价语句中的等价列表的所有对象构成一个存储序列；3).两个数据对象如果共享了同一个存储序列，那么它们就称为具有存储关联的关系。如果它们只是共享了同一个存储序列的部分存储单位，那么它们称为具有部分存储关联的关系。公共区：一块有名字的、被共享的存储空间。无名公共区：一个；有名公共区：多个；公共语句：COMMON[/[公共块名1]/]变量名表1[[,]/[公共块名2]/变量名表2]...其中：*)变量名不得是哑元、可分配数组、自动对象等。*)不同程序单元中,同一公用区中的变量名可以不同。按位置一一对应共享同一存储单元中的数值。*)COMMON语句是说明语句，必须在可执行语句之前。主:common//X,Ycommon/B1/A,B,C//D,E,F(5)子1:common//I,Q(5)common/B1/F(5)/B2/P(3)子2:common/B1/X(4)common/B2/Y,ZComplxY,Z无名区XYDEF(1)F(2)F(3)F(4)F(5)IQ(1)Q(2)Q(3)Q(4)Q(5)B1区ABCF(1)F(2)F(3)F(4)F(5)X(1)X(2)X(3)X(4)B2区P(1)P(2)P(3)YZ无名区B1区B2区主930子1653子2044最终长度954F、Q部分存储关联X、I存储关联COMMON/COM/M(5),N(4)CALLFIBWRITE(*,'(1X,4I3)')NENDSUBROUTINEFIBCOMMON/COM/J(5),K(4)DO10I=1,4K(I)=J(I+1)－J(I)10CONTINUEENDBLOCKDATACOMMON/COM/K(5),L(4)DATAK/8,7,10,4,13/END答案：-13-69COM区主程序FIBDATAM(1)J(1)K(1)8M(2)J(2)K(2)7M(3)J(3)K(3)10M(4)J(4)K(4)4M(5)J(5)K(5)13N(1)K(1)-1L(1)N(2)K(2)3L(2)N(3)K(3)-6L(3)N(4)K(4)9L(4)等价语句：EQUIVALENCE(变量名表1),(变量名表2),…其中：1）等价语句是说明语句，应出现在执行语句之前；2）每一个(变量名表)，称为一个等价片；3）等价片中的名字称为等价元。等价元可以是简单变量或下标为常数的下标变量。例：INTEGERI,J,K(3)COMPLEXXREALA(3,3)EQUIVALENCE(X，A(2,3)),(I,J,A(1,2),K(2))等价片4）等价片中的每一个等价元都被分配到同一个存储单元，只要某一个等价元赋予某值，其它的等价元也就同时具有相同的值。如有赋值：I=2则J,A(1,2)值也为2。（注意：这种效果不是数学上的等值，而是由于共享一个存储单元而得到的方便。)INTEGERI,J,K(3)COMPLEXXREALA(3,3)EQUIVALENCE(X,A(2,3)),(I,J,A(1,2),K(2))5).不同等价片中若有相同名字(包括数组名)，则称为等价相关，应将其合并，让更多等价元共享存储单元。(如A)6).若两个数组的某一个元素等价，则数组的其他元素也产生等价关系（如A,K）INTEGERI,J,K(3)COMPLEXXREALA(3,3)EQUIVALENCE(X，A(2,3)),(I,J,A(1,2),K(2))例：INTEGERI,J,K(3)COMPLEXXREALA(3,3)EQUIVALENCE(X,A(2,3)),(I,J,A(1,2),K(2))XA(1,1)A(2,1)A(3,1)A(1,2)A(2,2)A(3,2)A(1,3)A(2,3)A(3,3)IJK(1)K(2)K(3)7).占用单元数不同的名字等价时，占用单元少的名字和占用单元多的名字的前半部分占用同一单元；(X,A)存储区公共语句与等价语句同时出现：⑴.若一个名字与公共区中元素等价，则该名字分配到公共区；⑵.等价语句不能改变公共语句确定好的次序和位置，但可以用EQUIVALENCE语句来扩大公共区；A(1)A(2)A(3)A(4)CB(1)B(2)B(3)B(4)DIMENSIONA(4),B(4)COMMONA,CEQUIVALENCE(A(3),B(1))公共语句与等价语句同时出现：⑶.等价语句不能改变公共语句确定好的次序和位置，等价元素位置不得小于公共区起始位置（否则称为“冒头”）A(1)A(2)A(3)A(4)CB(1)B(2)B(3)B(4)DIMENSIONA(4),B(4)COMMONA,CEQUIVALENCE(A(1),B(2))B是由等价语句带进来的，但B的元素向前越过了公用区的第一个存储单元——“冒头”PROGRAMMAINCOMMON/A1/X,Y,ZCOMMONS1,S2EQUIVALENCE(X,X3)S1=2.0S2=3.0CALLS(X1,X2)PRINT*,X,Y,ZPRINT*,X1,X2,X3PRINT*,S1,S2ENDSUBROUTINES(Y1,Y2)COMMON/A1/A,B,C//Q1A=A+3.0B=B+4.0C=C+5.0Y1=A+BY2=C-AQ1=Q1+2.0ENDBLOCKDATACOMMON/A1/P,Q,RDATAP,Q,R/3*1.0/ENDXYZX3ABCPQRS1S2Q1X1X2Y1Y21.01.01.02.03.04.05.06.09.02.04.0输出：4.05.06.09.02.04.04.03.0A1区无名区局部区例：SUBROUTINESS(I)；INTEGERK,T,Q,S；REALB(5),C(6),MCOMMON//Y,Z,DCOMPLEXD(2)EQUIVALENCE(Z,C(1)),(C(3),S),(Q,B(2)),(T,B(4))无名公共区0Y1ZC(1)2D(1)C(2)3SC(3)4D(2)C(4)5C(5)6C(6)局部数据区0I1K2B(1)↑3QB(2)│4B(3)等价片5TB(4)│6B(5)↓7M等价片分配后§8.3.3公共语句的处理1).新增公共块表(COMLIST)，主要栏目项如下：2).符号表中增加一个栏目项CMP，将同一公共区中的元素按出现顺序拉成一条链(指向同一条公共链的下一个元素)；COMLISTNAMELENGTHFTLT公共块名长度链首在符号表中的入口地址链尾在符号表中的入口地址符号表Name…CMPCOMMONX,YCOMMON/B1/A,B,C//D,E,F(100)符号表Name…DACMP1X22Y63AB144BB155CB106D77E88F0COMLISTNameLengthFTLT18B135无名公共区：X→Y→D→E→FB1区：A→B→CLength栏：地址分配时确定§8.3.4等价语句的处理1).主要工作：找出存在等价关系的等价元，将它们构成等价环；指出各等价元的首地址关系，以便进行内存分配。EQUIVALENCE(X,Y),(I,J,K(2))XYPIJPK等价元的首地址关系X首地址=Y首地址,I首地址=J首地址=K的首地址+12).实现方式：在符号表中增设两栏：EQ和OFFSET。EQ：等价环形链，指向下一个等价元的入口；若为null，则说明该名字不是等价元；（若等价环中只有一个等价元，则指向自身）OFFSET：相对位移量，用来指出各等价元存储首地址之间的地址相对关系。INTEGERI,J,K(3)REALX,YEQUIVALENCE(X,Y),(I,J,K(2))NAME…OFFSETEQ1I032J013K-124X055Y04XYPIJPK形式化的归并算法P251公用区地址分配算法P252局部区等价环分配算法P253局部区地址分配算法无名公共区0Y1ZC(1)2D(1)C(2)3C(3)4D(2)C(4)5C(5)6C(6)符号表Name…Size…DAAddr1I1002K1013T1054Q1035B5026C612817Y112808Z112819D4128210M107SubroutineSS(I)IntegerK,T,QRealB(5),C(6)Common//Y,Z,DComplexD(2)RealMEquivalence(Z,C(1)),(Q,B(2)),(T,B(4))CO