Fortran矩阵解码程序出现无限do循环问题，求故障排查指导

问题排查结果 #

• 核心无限循环原因：Determinant自定义函数中存在无终止条件的do循环，进入该函数后会永远重复执行行列式计算逻辑，永远无法返回结果到主程序。
• 其余可优化/修复的代码问题：
  1. 行列式函数逻辑错误：计算得到的行列式值没有赋值给函数返回值Determinant，即使去掉循环也无法返回正确结果
  2. 主程序循环逻辑不符合需求：注释要求循环步长为2，当前do i = 2, 31默认步长为1，且每次直接覆盖Decoded_Message变量，最终只会保留最后一次解码的2个字符
  3. 动态数组使用冗余：不需要每次循环都执行allocate/deallocate操作，直接使用固定大小的数组甚至临时整型变量即可完成计算
  4. 矩阵逆计算逻辑错误：2阶矩阵的逆为「伴随矩阵除以行列式」，当前代码写为乘以行列式，会导致解码结果完全错误

修复后参考代码 #

implicit none
   
   integer :: M(2,2), MInv(2,2), Determinant, detM, i, v1, v2, asc1, asc2
   character(len=32) :: Decoded_Message
   
   ! 读取编码矩阵
   open(42,file='Data3.txt')
   read(42,*) M(1,1), M(1,2)
   read(42,*) M(2,1), M(2,2)
   
   ! 计算行列式
   detM  = determinant(M)
   ! 计算逆矩阵（伴随矩阵除以行列式）
   MInv(1,1) = M(2,2) / detM
   MInv(1,2) = -M(1,2) / detM
   MInv(2,1) = -M(2,1) / detM
   MInv(2,2) = M(1,1) / detM
   
   ! 初始化解码字符串
   Decoded_Message = ''
   ! 步长为2循环读取解码
   do i = 1, 31, 2
       read(42,*) v1, v2
       ! 矩阵乘法解码
       asc1 = MInv(1,1)*v1 + MInv(1,2)*v2
       asc2 = MInv(2,1)*v1 + MInv(2,2)*v2
       ! 按位置拼接解码结果
       Decoded_Message(i:i) = char(asc1)
       Decoded_Message(i+1:i+1) = char(asc2)
   end do 
       
   ! 输出结果
   print*, Decoded_Message
   close(42)

end program Decode


integer function Determinant(M)
    implicit none
    integer :: M(2,2), a, b, c, d
    ! 直接计算2阶行列式，删除无用循环
    a = M(1,1)
    b = M(1,2)
    c = M(2,1)
    d = M(2,2)
    Determinant = (a*d)-(b*c)
end function Determinant

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nik Wrye