公用块中延迟长度字符数组的替代方案（gfortran编译崩溃）

问题背景 #

调用C函数分配Fortran动态数组时，整数、实数、逻辑类型均正常工作，但将动态长度字符串指针（character(len=:), pointer）放入公用块会触发gfortran内部编译器错误，涉及版本包括4.8.5、8.5.0、11.3.1，疑似关联Bug #55735。简化崩溃代码如下：

subroutine sub1()
      character(len=:), pointer :: local
      character(len=:), pointer :: comm
      common /commie/ comm
      comm = local
      return
      end

核心需求 #

寻找可放入公用块的动态大小字符串数组替代声明，需满足：

• 兼容现有使用character(kind=ucs4, len=xxx) stringarray1(yyy)的Fortran代码
• 禁止使用character(kind=ucs4, len=:) stringarray1(:)形式的声明

现有整数类型的可行实现参考：

SUBROUTINE shob_arrI(ptr, decl, sz, grp)
          USE ISO_C_BINDING
          integer, pointer :: ptr(:)
          character*(*) decl
          integer*8 sz
          integer, pointer :: grp
        END SUBROUTINE shob_arrI
....
      integer, pointer :: grpX
      integer, pointer :: i1(:)
      common /grpX/ i1

      call shob_arrI(i1, 'integer i1(7)', 0_8, grpX)

其中shob_arrI为C函数，负责解析声明语句、构建gfortran的GFC_ARRAY_DESCRIPTOR结构，并将数组映射到共享内存供多进程访问。

可行解决方案 #

方案1：固定长度字符数组指针（推荐，兼容现有代码） #

gfortran支持将固定长度的字符数组指针放入公用块，不会触发编译错误。可通过C函数动态指定每个字符串的长度xxx和数组维度yyy，构建对应数组的描述符后赋值给Fortran指针。

实现步骤：

1. Fortran端声明：

   use, intrinsic :: iso_fortran_env, only: ucs4
   character(kind=ucs4), pointer :: stringarray1(:)
   common /comm_str/ stringarray1
   

   这里省略len属性，实际每个元素的长度由C函数构建的GFC_ARRAY_DESCRIPTOR动态设置。

2. 对应C函数接口：
   参考整数版本编写字符串专用的shob_arrC，解析声明语句（如'character(ucs4) stringarray1(5,len=10)'），计算每个元素的字节大小（10 * sizeof(ucs4)），构建符合gfortran要求的数组描述符并映射到共享内存。

3. 调用示例：

   SUBROUTINE shob_arrC(ptr, decl, sz, grp)
          USE ISO_C_BINDING
          use, intrinsic :: iso_fortran_env, only: ucs4
          character(kind=ucs4), pointer :: ptr(:)
          character*(*) decl
          integer*8 sz
          integer, pointer :: grp
        END SUBROUTINE shob_arrC
   

....
integer, pointer :: grpX
character(kind=ucs4), pointer :: str1(:)
common /grpX/ str1

call shob_arrC(str1, 'character(ucs4) str1(5,len=10)', 0_8, grpX)

现有使用`character(kind=ucs4, len=10) str1(5)`的代码可直接使用`str1`指针，无需修改。

### 方案2：派生类型封装（需调整现有代码）
若需支持每个字符串长度不同的场景，可通过派生类型封装字符串指针和长度，再将派生类型的数组指针放入公用块：
```fortran
use, intrinsic :: iso_fortran_env, only: ucs4
type :: StrPtr
character(kind=ucs4, len=:), pointer :: str => null()
integer :: length = 0
end type StrPtr

type(StrPtr), pointer :: stringarray1(:)
common /comm_str/ stringarray1

此方案需修改现有代码，将stringarray1(i)替换为stringarray1(i)%str，仅适用于允许调整现有代码的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Geoff