古いFORTRANのソースコードにみられる、サブルーチン内の一時変数を引数で代用するテクニック(？)について

Question

質問の趣旨

明らかに計算結果の一時保存のためにしか用いられない引数には何か意図があるのか？

質問の背景

行列計算をする数値計算プログラムでは、行列に対応する巨大な配列を取り扱うことがよくあります。
例えば、いくつかの行列を受け取って所定の手続きに従って計算し、得られた行列を返すサブルーチンを考えます。
以下では、2次元配列は正方行列を示し、サブルーチンmatMultiplyは第一引数と第二引数の正方行列の積を計算して出力を第三引数に返す手続きです。
一つの例として以下のようなexample1を示します。実際に存在するコードはこちらです。

subroutine example1(A,B,C,D,TMP,SCR)
   double precision, dimension(:,:), intent(in) :: A, B, C
   integer, intent(in) :: Nsize
   double precision, dimension(:,:), intent(out) :: D
   double precision, dimension(:,:), intent(inout) :: TMP, SCR
   
   call matMultiply(A, B, tmp)
   call matMultiply(B, C, scr)
   call matMultiply(tmp, scr, D)
   return
end

一方、同様の動作をする(と思われる)サブルーチンexample2を示します。私はexample1をexample2へ書き直したいと思っています。

subroutine example2(A,B,C,D,Nsize)
   double precision, dimension(:,:), intent(in) :: A, B, C
   integer, intent(in) :: Nsize
   double precision, dimension(:,:), intent(out) :: D
   
   double precision, dimension(Nsize,Nsize) :: tmp, scr
   
   call matMultiply(A, B, tmp)
   call matMultiply(B, C, scr)
   call matMultiply(tmp, scr, D)
   return
end

質問

example1とexample2には何か動作で得られる結果に違いはありますか？
結果に違いがない場合、example1のように各メリットはありますか？
メモリ確保の時間を節約するためのテクニックなのでしょうか？

Answer 1

Fortran の記憶領域について
が参考になると思います

サブルーチンの局所変数はスタック領域に確保される場合が多いですが、変数(配列)のサイズが大きいとスタック領域が不足してstack overflowになりやすくなります

コンパイラによってはサイズの大きな局所変数をヒープ領域に確保できるものもありますが、ヒープ領域は確保に負荷がかかります(遅い)

Comments

[jbpb0]

上記が実際に問題になるのかは、処理系(PCハードやコンパイラ)や配列サイズに依存するので、質問者さんがコードを実行する条件では書き換えても問題無い可能性はあります

> 古いFORTRANのソースコードにみられる

汎用的に使われるライブラリのコードなら、処理系によらずエラーになったり遅くなったりしにくくなるようにコードが書かれてるのだと思います

[carocaro]

ご回答ありがとうございました。
やはりそのような事情なのですね。
実際に引数で与える配列は、サブルーチンの呼び出し以前では何らかの(意味のある)値を入れることがあったので可読性の観点から排除したいと考えていました。
ですが、扱う配列のサイズを考慮すると今のままのほうがよさそうです。ありがとうございました。