FORTRAN 77数组越界是否会修改程序自身导致DO循环无限运行？

问题背景 #

用户提供的测试F77代码如下：

dimension totlev(20)

      do 100 i=1,24
       totlev(i)=0.0
       write(0,*) 'totlev i=',i, totlev(i)
  100 continue

      end

使用MinGW环境执行gfortran test.f编译时触发数组越界警告，运行生成的可执行文件出现无限循环现象。

核心疑问解答 #

1. 为什么固定次数的DO循环会无限运行？
   Fortran 77标准默认不开启运行时数组越界检查，本案例中totlev数组与循环变量i均分配在程序栈空间内，且i的内存地址恰好位于totlev数组的高地址侧。totlev的有效下标仅为1~20，当循环执行到i=21时，totlev(21)的访问实际指向了存储循环变量i的内存地址，执行赋值语句totlev(i)=0.0会直接将i的值改写为0。后续循环计数每次将i自增1，到21就会被再次改回0，永远无法达到循环终止阈值24，因此出现无限循环。

2. 是否是越界修改了程序代码段导致该问题？
   该可能性不存在。Windows 7用户态的程序代码段默认被标记为只读权限，若程序尝试写入代码段内存，会直接触发访问违例报错崩溃，不会出现无限循环的表现。

问题规避建议 #

• 编译gfortran代码时添加-fcheck=bounds参数，开启运行时数组越界检查，出现越界操作时程序会直接报错终止，方便快速定位问题。
• 尽量使用更高版本的Fortran标准编写代码，显式声明数组的上下界与变量类型，避免隐式声明带来的潜在隐患。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Some Student