FORTRAN90第6章子程序.pptVIP

FORTRAN90程序設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)中心 2006.3,Visual Fortran 90 程序設(shè)計(jì),6.1概述,6.5 子程序的嵌套調(diào)用,6.2 函數(shù)子程序,6.6 模塊,6.3 子例子程序,6.7 遞歸過程,6.4 虛實(shí)結(jié)合,6.8 其他部分,6.9 程序舉例,6.1 概述,主程序的結(jié)構(gòu)：,單位定義 說明部分 輸入 計(jì)算或處理 輸出 END,引入子程序的目的：模塊化設(shè)計(jì),所有功能都在主程序單位內(nèi)完成,1、一個(gè)Fortran90程序主程序單元個(gè)數(shù)：1個(gè) 2、子程序單元：0-n個(gè) 子程序單元被主程序單元或被其它子程序單元調(diào)用，甚至可以遞歸調(diào)用（調(diào)用本身）,源程序的結(jié)構(gòu),最簡單的源程序的結(jié)構(gòu),子程序分類,1、函數(shù)子程序 分為內(nèi)部函數(shù)子程序 外部函數(shù)子程序,2、子例行子程序 分為內(nèi)部子例行子程序 外部子例行子程序,用于完成復(fù)雜的計(jì)算 返回 一個(gè)或多個(gè)值,用于完成復(fù)雜計(jì)算，返回一個(gè)或多個(gè)值，或用于其它數(shù)據(jù)處理,6.2外部函數(shù)子程序,單位定義語句 說明部分 程序體：具體計(jì)算 END語句,外部函數(shù)子程序的結(jié)構(gòu),FUNCTION F(X,Y,Z)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,Y,z,F_RESULT F_RESULT=X+Y Z=X-Y END,PROGRAM NAIN READ*,A,B D=F(A,B,c) PRINT*,C,D END,兩單位相互獨(dú)立編譯 必須進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞,END FUNCTION 函數(shù)名,子程序END語句寫法,1、函數(shù)單位的結(jié)束標(biāo)志 2、將控制返回到主調(diào)程序。,子程序END語句功能,函數(shù)單位定義語句的寫法,RECURSIVEFUNCTION 函數(shù)名（虛元表）RESULT(結(jié)果名) 1、函數(shù)子程序的第一行（注釋行除外）。 2、如果函數(shù)是遞歸的，則應(yīng)以RECURSIVE開頭。 3、函數(shù)名為全局名：作用域?yàn)檎麄€(gè)程序，不與已有的全局名同名。 各獨(dú)立程序單位的名字為全局名,4、主調(diào)程序與被調(diào)程序 兩個(gè)單位之間的數(shù)據(jù)傳遞,結(jié)果名：子程序的一個(gè)輸出 一般寫法：函數(shù)名_RESULT，用于保存一個(gè)計(jì)算結(jié)果，稱為函數(shù)值。且結(jié)果名有類型，必須在子程序說明部分說明類型。,虛元表：子程序的所有輸入，及除函數(shù)值之外的其他計(jì)算結(jié)果的輸出。,函數(shù)值返回給調(diào)用式,由實(shí)元傳遞給對(duì)應(yīng)的虛元,虛元數(shù)據(jù)返回給對(duì)應(yīng)的實(shí)元,FUNCTION F(X,Y,Z)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,Y,z,F_RESULT F_RESULT=X+Y Z=X-Y END,PROGRAM NAIN READ*,A,B D=F(A,B,c) PRINT*,C,D END,主,子,5、虛元的含義：編寫子程序時(shí)沒有具體值（調(diào)用時(shí)或調(diào)用結(jié)束后才獲得數(shù)值），因此只是一個(gè)符號(hào)，表示輸入、輸出,名字可隨便用戶取。 6、虛元可以是變量名、數(shù)組名、過程名、指針等。 7、虛元的可選屬性INTENT： INTENT(IN)：作為子程序的輸入(不得再改變其值) INTENT(OUT)：子程序的輸出（對(duì)應(yīng)的實(shí)元不能是表達(dá)式） INTENT(INOUT)：子程序的輸入輸出 例：REAL,INTENT(IN):X,Y,子程序程序體的寫法,分為說明部分和執(zhí)行部分。 1、說明部分應(yīng)對(duì)程序體內(nèi)一切變量、數(shù)組等實(shí)體（包括虛元）作出說明，同時(shí)還要說明函數(shù)結(jié)果變量名，但不可說明函數(shù)名。 2、執(zhí)行部分中必須對(duì)函數(shù)結(jié)果名至少賦值一次。,FUNCTION F(X,Y,Z)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,Y,z,F_RESULT F_RESULT=X+Y Z=X-Y END,兩單位獨(dú)立編譯,1、調(diào)用式是表達(dá)式, 調(diào)用結(jié)束后調(diào)用式得到函數(shù)值。 2、常見形式： Y=函數(shù)名（實(shí)元表） PRINT*，函數(shù)名（實(shí)元表） IF（函數(shù)名（實(shí)元表） 注意：實(shí)元與虛元一般必須在個(gè)數(shù)、次序、類型上保持一致；但實(shí)元與虛元名字可以不同。,函數(shù)子程序的調(diào)用,例1：編寫子程序求K=M*N，L=M-N，主程序輸入2，3，調(diào)用子程序，計(jì)算2*3及2-3。,Program main Implicit none Integer:M,N,K,L,F Read*,M,N K=F(M,N,L) PRINT*,K,L END,FUNCTION F(M,N,L)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE INTEGER:M,N,L,F_RESULT F_RESULT=M*N L=M-N END,注意：虛元名任意，但一般與實(shí)元一致。 檢查調(diào)用原則，程序體編寫規(guī)則。,不能省略說明 兩單位獨(dú)立編譯,PROGRAM MAIN IMPLICIT NONE REAL:X,Y,F,G,GF READ*,X F=X+SIN(30*3.1415926/180) G=GF(X,F) Y=F+G PRINT*,Y END,FUNCTION GF(X,F)RESULT(GF_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,F,GF_RESULT IF(F0)THEN GF_RESULT=X+1 ELSEIF(F0)THEN GF_RESULT=X-1,ELSE GF_RESULT=0 ENDIF END,G,GF不能同名,練習(xí)： 計(jì)算函數(shù)Sinh（x）的值，當(dāng)ex的通項(xiàng)值小于等于1E-6時(shí)停止。計(jì)算公式如下：,！主程序如下： Program main1 Real: MyExp,y,x Write(*,*) Enter x: Read(*,*)x Y=(MyExp(x)-MyExp(-x) /2.0 Write(*,）Y END PROGRAM,！函數(shù)子程序 Function MyExp(x) result (Exp_res) Real:Exp_res,x,s,T integer:N N=1; T=1; S=1 do T=T*X/N IF(ABS(T)=1E-5)EXIT S=S+T;N=N+1 end do Exp_res=S END FUNCTION,兩次調(diào)用,1、計(jì)算實(shí)元值（作為輸出的可預(yù)先無值） 2、虛實(shí)按地址結(jié)合：虛元按順序借用實(shí)元存儲(chǔ)單元 3、運(yùn)行權(quán)至子程序的第一句，直至遇子程序的END語句返回到主調(diào)程序： 運(yùn)行權(quán)返回至調(diào)用點(diǎn) 函數(shù)值返回給調(diào)用表達(dá)式 虛實(shí)脫離結(jié)合，但子程序運(yùn)行時(shí)造成的實(shí)元值的改變將保留。,調(diào)用的執(zhí)行過程,子程序閱讀技巧：畫出虛實(shí)結(jié)合表,INTEGER:X，Y，Z，f Y=f（X，X） PRINT*，Y Z=f（y，x） PRINT*，Z END,FUNCTION f(X,Y)RESULT(f_RESULT) INTEGER:X，Y，f_RESULT，I I=1；X=3*I；Y=2*I f_RESULT=X+Y END,注意：一個(gè)變量只有一個(gè)存儲(chǔ)單元 按順序結(jié)合，不是按名結(jié)合,1、虛元為變量，實(shí)元為同類型的變量,開辟臨時(shí)單元存放常量或表達(dá)式的值 REAL：MN，X，S X=3.0 PRINT*，S（X，MN（X），X END FUNCTION S（A，C）RESULT（ S_RESULT ） REAL：A，S，S_RESULT A=A+1；B=A*A S_RESULT=B-C END FUNCTION S FUNCTION MN（X）RESULT（MN_RESULT） MN_RESULT=3.0*X END FUNCTION MN,247.0 4.0,、虛元為變量，實(shí)元為常量、表達(dá)式：,6.3 外部子例行子程序,外部子例行子程序的結(jié)構(gòu),外部子例行子程序：用戶定義，用于完成復(fù)雜計(jì)算任務(wù)，返回一個(gè)或多個(gè)值，或用于其它數(shù)據(jù)處理,RecursiveSubroutine 子程序名（虛元表） 說明部分 程序體 End Subroutine 子程序名,與函數(shù)子程序的區(qū)別,1.沒有RESULT關(guān)鍵字。 2、虛元：負(fù)責(zé)子程序的全部輸入和全部輸出 3、無虛元時(shí)：SUBROUTINT 子程序名 或 SUBROUTINT 子程序名（） 4、函數(shù)子程序的調(diào)用是表達(dá)式中。 而子例子程序必須通過CALL語句來調(diào)用。 CALL 子程序名（實(shí)元表）,例子程序求K=M+N，L=M-N 主程序輸入2，3調(diào)用子程序求2+3，2-3的值。,Program main Implicit none Integer:M,N,K,L Read*,M,N CALL S(M,N,K,L) PRINT*,K,L END,Subroutien S(m,n,k,l) Implicit None Integer:m,n,k,l K=m+n L=m-n End,所有的輸入、輸出,1、計(jì)算實(shí)元值（作為輸出的可預(yù)先無值） 2、虛實(shí)按地址結(jié)合：虛元按順序借用實(shí)元存儲(chǔ)單元 3、運(yùn)行至子程序的第一句，直至遇子程序的END語句返回到主調(diào)程序： 運(yùn)行返回至CALL語句的下一個(gè)語句 虛實(shí)脫離結(jié)合