fortran第九章-過(guò)程附加特性課件

Fortran95/2003第九章過(guò)程的附加特性1精選課件ppt本章學(xué)習(xí)目標(biāo):

學(xué)習(xí)在Fortran過(guò)程中如何使用多維數(shù)紐?理解何時(shí)、如何使用SAVE屬性或者SAVE語(yǔ)句?理解可分配數(shù)組和自動(dòng)數(shù)組之間的區(qū)別以及何時(shí)在過(guò)程中分別使用它們?理解純過(guò)程和逐元過(guò)程?學(xué)習(xí)怎樣聲明和使用內(nèi)部子程序及函數(shù)2精選課件ppt9.1給子程序和函數(shù)傳遞多維數(shù)組9.1.1顯式結(jié)構(gòu)的形參數(shù)組9.1.2不定結(jié)構(gòu)的形參數(shù)組(assumed-shapedummyarrays)3精選課件ppt在聲明不定結(jié)構(gòu)的數(shù)組時(shí)，數(shù)組中的下標(biāo)都用冒號(hào)來(lái)代替。只有子程序或者函數(shù)有顯式接口，才能使用這種數(shù)組，調(diào)用程序不知道子程序接口的所有信息。通常采用的方式是將子程序放在模塊中，然后在調(diào)用程序中use該模塊。例9-1使用不定結(jié)構(gòu)的形參數(shù)組4精選課件ppt9.2SAVE屬性和語(yǔ)句當(dāng)離開(kāi)過(guò)程后，過(guò)程中的所有局部變量和數(shù)組的值都成為未定義的值。Fortran提供了一種方式來(lái)保存在調(diào)用過(guò)程之間的局部變量和數(shù)組。例如定義局部變量：任意在類(lèi)型聲明語(yǔ)句中初始化的局部變量都會(huì)被自動(dòng)保存，例如：5精選課件pptFortran也提供了SAVE語(yǔ)句，任何列在SAVE語(yǔ)句中的局部變量都會(huì)在調(diào)用過(guò)程中保存；如果SAVE語(yǔ)句中沒(méi)有變量，那么所有的局部變量都會(huì)被被保存起來(lái)。任何共享數(shù)據(jù)的模塊都應(yīng)該使用SAVE語(yǔ)句保存數(shù)據(jù)，并通過(guò)USE語(yǔ)句使用該模塊數(shù)據(jù)。例9-2計(jì)算均值注意，使用save僅在子程序中保留變量值，其值如果沒(méi)有返回，則調(diào)用程序仍不可見(jiàn)該值。6精選課件ppt9.3過(guò)程中的動(dòng)態(tài)數(shù)組如果用SAVE屬性來(lái)聲明可分配數(shù)組，或者數(shù)組出現(xiàn)在一個(gè)SAVE語(yǔ)句中，那么數(shù)組只會(huì)在該過(guò)程第一次被調(diào)用的時(shí)候利用ALLOCATE語(yǔ)句分配一次內(nèi)存。如果沒(méi)有用SAVE屬性來(lái)聲明可分配數(shù)組，那么在每次調(diào)用過(guò)程的時(shí)候都必須用ALLOCATE語(yǔ)句給數(shù)組分配空間，當(dāng)返回到調(diào)用程序的時(shí)候，數(shù)組的內(nèi)容會(huì)被自動(dòng)地釋放掉。7精選課件ppt9.4過(guò)程中的自動(dòng)數(shù)組Fortran95/2003提供了另外一種簡(jiǎn)單的方式在過(guò)程執(zhí)行的時(shí)候自動(dòng)創(chuàng)建臨時(shí)數(shù)組，在過(guò)程執(zhí)行到返回之后自動(dòng)釋放掉數(shù)組。這種數(shù)組被稱(chēng)為自動(dòng)數(shù)組(automaticarrays)。自動(dòng)數(shù)組是局部的顯式結(jié)構(gòu)數(shù)組，它的下標(biāo)由形式參數(shù)或者來(lái)自于模塊的數(shù)據(jù)指定。8精選課件ppt回顧一下不同的數(shù)組類(lèi)型:1.帶有常數(shù)下標(biāo)的顯式結(jié)構(gòu)數(shù)組2.形參數(shù)組(1)顯式結(jié)構(gòu)形參數(shù)組。9精選課件ppt(2)不定結(jié)構(gòu)形參數(shù)組。(3)不定大小的形參數(shù)組。3.自動(dòng)數(shù)組4.預(yù)定義結(jié)構(gòu)數(shù)組10精選課件ppt9.5在Fortran2003過(guò)程中的可分配數(shù)組在Fortran2003的兩點(diǎn)改變:(1)可以使用可分配形式參數(shù)(2)函數(shù)可以返回可分配的值9.5.1可分配形式參數(shù)如果Fortran2003子程序有顯式接口，那么對(duì)于子程序來(lái)說(shuō)，它的形式參數(shù)可以是可分配的。如果聲明形式參數(shù)為可分配的，那么用于調(diào)用子程序的相應(yīng)實(shí)際參數(shù)也必須是可分配的。11精選課件ppt形式參數(shù)可以有INTENT屬性。INTENT屬性可能影響到子程序的操作:(1)如果可分配參數(shù)具有INTENT(IN)屬性，那么不允許在子程序中對(duì)這個(gè)數(shù)組分配或者釋放空間，數(shù)組中的值也不能被修改。(2)如果可分配參數(shù)具有INTENT(INOUT)屬性，那么當(dāng)調(diào)用子程序的時(shí)候，將會(huì)傳遞給它相應(yīng)的實(shí)際參數(shù)的狀態(tài)(是否可分配)和數(shù)據(jù)。數(shù)組可以在子程序的任何位置被釋放、重分配或者修改。形式參數(shù)的最終狀態(tài)(是否可分配)和數(shù)據(jù)將會(huì)返回給實(shí)際參數(shù)所在的調(diào)用程序。12精選課件ppt(3)如果可分配參數(shù)具有INTENT(OUT)屬性，那么調(diào)用程序中的實(shí)際參數(shù)將會(huì)在入口處被自動(dòng)地釋放掉，實(shí)際數(shù)組中的所有數(shù)據(jù)都會(huì)丟失。子程序可以以任何方式來(lái)使用沒(méi)有分配的參數(shù)，形式參數(shù)的最終狀態(tài)(是否可分配)和數(shù)據(jù)將會(huì)返回給實(shí)際參數(shù)所在的調(diào)用程序。例9-3：說(shuō)明可分配數(shù)組形式參數(shù)用法的程序9.5.2可分配函數(shù)(AllocatableFunctions)Fortran2003函數(shù)的返回值允許有ALLOCATABLE屬性。在函數(shù)的入口不會(huì)分配返回變量。在函數(shù)內(nèi)部每當(dāng)需要的時(shí)候，可以分配和釋放變量。但是返回之前必須分配和賦值。13精選課件ppt例9-4：說(shuō)明可分配函數(shù)用法的程序。9.6純過(guò)程(pureprocedures)和逐元過(guò)程(elementalprocedures)9.6.1純過(guò)程純函數(shù)是沒(méi)有任何副作用的函數(shù)。即，它們不會(huì)修改輸入?yún)?shù)，不會(huì)修改任何在函數(shù)外部可見(jiàn)的其他數(shù)據(jù)(如模塊中的數(shù)據(jù))，它的局部變量沒(méi)有SAVE屬性，不能在類(lèi)型聲明語(yǔ)句中初始化局部變量(因?yàn)檫@一初始化隱含有SAVE屬性)。任何被純函數(shù)調(diào)用的過(guò)程也必須是純過(guò)程。在純函數(shù)中每個(gè)參數(shù)都必須定義為INTENT(IN)，不能有任何外部文件I/O操作，不能包含STOP語(yǔ)句。14精選課件ppt在函數(shù)語(yǔ)句中增加一個(gè)PURE前綴就可以定義純函數(shù)。純子程序(puresubroutine)是沒(méi)有任何副作用的子程序。除了允許它們修改用INTENT(OUT)或者INTENT(INOUT)聲明的參數(shù)外，它們的限制和純函數(shù)是相同的。在SUBROUTINE語(yǔ)句中增加PURE前綴可以聲明純子程序。15精選課件ppt9.6.2逐元過(guò)程逐元函數(shù)(elementalfunctions)是為標(biāo)量參數(shù)指定的函數(shù)。它也適用于數(shù)組參數(shù)。如果一個(gè)逐元函數(shù)的參數(shù)是標(biāo)量，那么這個(gè)函數(shù)的返回值也是標(biāo)量。如果函數(shù)的參數(shù)是數(shù)組，那么函數(shù)的返回值也是和輸入?yún)?shù)相同結(jié)構(gòu)的數(shù)組。用戶(hù)自定義的逐元函數(shù)必須是PURE函數(shù)，且滿(mǎn)足:16精選課件ppt1.所有的形式參數(shù)都必須是標(biāo)量，不能帶有POINTER屬性。2.函數(shù)的返回值也必須是標(biāo)量，不能帶有POINTER屬性。3.除了作為某種內(nèi)置函數(shù)的參數(shù)，形式參數(shù)不能用在類(lèi)型聲明語(yǔ)句中。在函數(shù)語(yǔ)句中增加一個(gè)ELEMENTAL前綴可以聲明用戶(hù)自定義逐元函數(shù)。17精選課件ppt18精選課件ppt9.7內(nèi)部過(guò)程除了外部過(guò)程(externalprocedures)和模塊過(guò)程(moduleprocedures)。還有第三種過(guò)程－－內(nèi)部過(guò)程(intemalprocedures)。內(nèi)部過(guò)程是完全包含在另一個(gè)被稱(chēng)為宿主程序單元(hostprogramunit，host)的過(guò)程中。內(nèi)部過(guò)程和宿主一起編譯，且只能從宿主程序單元中調(diào)用它。像模塊過(guò)程一樣，內(nèi)部過(guò)程用CONTAINS語(yǔ)句來(lái)引入。內(nèi)部過(guò)程必須跟在宿主過(guò)程的所有執(zhí)行語(yǔ)句之后，而且必須用CONTAINS語(yǔ)句引入。19精選課件ppt為什么要使用內(nèi)部過(guò)程呢?在某些問(wèn)題中，作為解決方案的一部分，有一些低級(jí)操作可能要重復(fù)執(zhí)行。經(jīng)定義內(nèi)部過(guò)程未完成這些操作，可以簡(jiǎn)化這些低級(jí)操作。例9-5：內(nèi)部過(guò)程示例。20精選課件ppt內(nèi)部過(guò)程函數(shù)和外部過(guò)程有以下三方面的區(qū)別:(1)內(nèi)部過(guò)程只能被宿主過(guò)程調(diào)用，程序中的其他過(guò)程不能訪(fǎng)問(wèn)它。(2)內(nèi)部過(guò)程的名字不能作為命令行參數(shù)傳遞給其他的過(guò)程。(3)內(nèi)部過(guò)程通過(guò)宿主關(guān)聯(lián)(hostassociat