Fortran95/2003第九章過程的附加特性1精選課件ppt本章學習目標:

學習在Fortran過程中如何使用多維數(shù)紐?理解何時、如何使用SAVE屬性或者SAVE語句?理解可分配數(shù)組和自動數(shù)組之間的區(qū)別以及何時在過程中分別使用它們?理解純過程和逐元過程?學習怎樣聲明和使用內(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，數(shù)組中的下標都用冒號來代替。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屬性和語句當離開過程后，過程中的所有局部變量和數(shù)組的值都成為未定義的值。Fortran提供了一種方式來保存在調(diào)用過程之間的局部變量和數(shù)組。例如定義局部變量：任意在類型聲明語句中初始化的局部變量都會被自動保存，例如：5精選課件pptFortran也提供了SAVE語句，任何列在SAVE語句中的局部變量都會在調(diào)用過程中保存；如果SAVE語句中沒有變量，那么所有的局部變量都會被被保存起來。任何共享數(shù)據(jù)的模塊都應該使用SAVE語句保存數(shù)據(jù)，并通過USE語句使用該模塊數(shù)據(jù)。例9-2計算均值注意，使用save僅在子程序中保留變量值，其值如果沒有返回，則調(diào)用程序仍不可見該值。6精選課件ppt9.3過程中的動態(tài)數(shù)組如果用SAVE屬性來聲明可分配數(shù)組，或者數(shù)組出現(xiàn)在一個SAVE語句中，那么數(shù)組只會在該過程第一次被調(diào)用的時候利用ALLOCATE語句分配一次內(nèi)存。如果沒有用SAVE屬性來聲明可分配數(shù)組，那么在每次調(diào)用過程的時候都必須用ALLOCATE語句給數(shù)組分配空間，當返回到調(diào)用程序的時候，數(shù)組的內(nèi)容會被自動地釋放掉。7精選課件ppt9.4過程中的自動數(shù)組Fortran95/2003提供了另外一種簡單的方式在過程執(zhí)行的時候自動創(chuàng)建臨時數(shù)組，在過程執(zhí)行到返回之后自動釋放掉數(shù)組。這種數(shù)組被稱為自動數(shù)組(automaticarrays)。自動數(shù)組是局部的顯式結(jié)構(gòu)數(shù)組，它的下標由形式參數(shù)或者來自于模塊的數(shù)據(jù)指定。8精選課件ppt回顧一下不同的數(shù)組類型:1.帶有常數(shù)下標的顯式結(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.自動數(shù)組4.預定義結(jié)構(gòu)數(shù)組10精選課件ppt9.5在Fortran2003過程中的可分配數(shù)組在Fortran2003的兩點改變:(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，那么對于子程序來說，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)用子程序的相應實際參數(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這個數(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，那么當調(diào)用子程序的時候，將會傳遞給它相應的實際參數(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)將會返回給實際參數(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)用程序中的實際參數(shù)將會在入口處被自動地釋放掉，實際數(shù)組中的所有數(shù)據(jù)都會丟失。子程序可以以任何方式來使用沒有分配的參數(shù)，形式參數(shù)的最終狀態(tài)(是否可分配)和數(shù)據(jù)將會返回給實際參數(shù)所在的調(diào)用程序。例9-3：說明可分配數(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)的入口不會分配返回變量。在函數(shù)內(nèi)部每當需要的時候，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：說明可分配函數(shù)用法的程序。9.6純過程(pureprocedures)和逐元過程(elementalprocedures)9.6.1純過程純函數(shù)是沒有任何副作用的函數(shù)。即，它們不會修改輸入?yún)?shù)，不會修改任何在函數(shù)外部可見的其他數(shù)據(jù)(如模塊中的數(shù)據(jù))，它的局部變量沒有SAVE屬性，不能在類型聲明語句中初始化局部變量(因為這一初始化隱含有SAVE屬性)。任何被純函數(shù)調(diào)用的過程也必須是純過程。在純函數(shù)中每個參數(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語句。14精選課件ppt在函數(shù)語句中增加一個PURE前綴就可以定義純函數(shù)。純子程序(puresubroutine)是沒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逐元過程逐元函數(shù)(elementalfunctions)是為標量參數(shù)指定的函數(shù)。它也適用于數(shù)組參數(shù)。如果一個逐元函數(shù)的參數(shù)是標量，那么這個函數(shù)的返回值也是標量。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。用戶自定義的逐元函數(shù)必須是PURE函數(shù)，且滿足:16精選課件ppt1.所有的形式參數(shù)都必須是標量，不能帶有POINTER屬性。2.函數(shù)的返回值也必須是標量，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)不能用在類型聲明語句中。在函數(shù)語句中增加一個ELEMENTAL前綴可以聲明用戶自定義逐元函數(shù)。17精選課件ppt18精選課件ppt9.7內(nèi)部過程除了外部過程(externalprocedures)和模塊過程(moduleprocedures)。還有第三種過程－－內(nèi)部過程(intemalprocedures)。內(nèi)部過程是完全包含在另一個被稱為宿主程序單元(hostprogramunit，host)的過程中。內(nèi)部過程和宿主一起編譯，且只能從宿主程序單元中調(diào)用它。像模塊過程一樣，內(nèi)部過程用CONTAINS語句來引入。內(nèi)部過程必須跟在宿主過程的所有執(zhí)行語句之后，而且必須用CONTAINS語句引入。19精選課件ppt為什么要使用內(nèi)部過程呢?在某些問題中，作為解決方案的一部分，有一些低級操作可能要重復執(zhí)行。經(jīng)定義內(nèi)部過程未完成這些操作，可以簡化這些低級操作。例9-5：內(nèi)部過程示例。20精選課件ppt內(nèi)部過程函數(shù)和外部過程有以下三方面的區(qū)別:(1)內(nèi)部過程只能被宿主過程調(diào)用，程序中的其他過程不能訪問它。(2)內(nèi)部過程的名字不能作為命令行參數(shù)傳遞給其他的過程。(3)內(nèi)部過程通過宿主關(guān)聯(lián)(hostassociat