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Fortran三种数组传递方式

2016-06-27 10:55 323 查看
本文介绍了假定大小，假定形状，自动数组三种数组传递方式，并对比了其中的差别和优劣。适合新手阅读

Fortran 中，调用函数或子程序时，默认将实参的地址传递给形参，称为地址传递或引用传递。究其原因，是因为Fortran主要针对数值计算，参数多为大型数组（二维数组称矩阵），如果采用值传递，会复制实参的一个拷贝给形参，占用时间和内存，而地址传递则仅仅将实参数组的首地址传递给形参，没有时间和内存冗余。
这里介绍3种常见的数组传递方式。看下面的代码：

查看代码

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01
Program
www_fcode_cn
02
  
Implicit

None
03
  
Real

a
(
2
,

3
)
04
  
Interface
05
    
Subroutine

fun
3
(
a
)
06
      
Real

a
(
:
,

:
)
07
    
End

Subroutine
fun
3
08
  
End

Interface
09
 
10
  
Call

fun
1
(
a
)
11
  
Write

(
*
,

'(6f3.0)'
)
a
12
  
Call

fun
2
(
a
,

2
,
3
)
13
  
Write

(
*
,

'(6f3.0)'
)
a
14
  
Call

fun
3
(
a
)
15
  
Write

(
*
,

'(6f3.0)'
)
a
16
End
Program

www_fcode_cn
17
 
18
! 方法1
19
Subroutine
fun
1
(
a
)
20
  
Real

a
(
*
)
21
  
a
(
1
:
6
)

=
1
22
End
Subroutine

fun
1
23
! 方法2
24
Subroutine
fun
2
(
a
,

m
,
n
)
25
  
Integer

m
,
n
26
  
Real

a
(
m
,

n
)
27
  
a

=
2
28
End
Subroutine

fun
2
29
! 方法3
30
Subroutine
fun
3
(
a
)
31
  
Real

a
(
:
,

:
)
32
  
a

=
3
33
End
Subroutine

fun
3
执行结果：

 


 

三种方法的形参数组，第一种称假定大小数组(assumed-size arrays)，第二种称自动数组(auto arrays)，第三种称假定形状数组(assumed-shape arrays)。

第一种：可对数组元素或数组片段进行操作（如 a(3)=2, a(2:4)=3 ），但不能直接对数组名进行操作(如a=1)。如果对整个数组进行操作，需指明数组边界（如代码所示）；

第二种：最常见，也最常用，不解释；

第三种：可用 size 函数获取数组每一维的元素个数：m = size(a,1)，n = size(a,2)，操作与第二种一致。注意：这种方式需要显式接口，可用 interface 指定接口，或将子程序写入 module 中使用。

 

在某些老代码中，可能会见到第四种写法，其与第一种类似。

查看代码

打印?

1
! 方法4
2
Subroutine
fun
4
(
a
)
3
  
Real

a
(
1
)
4
  
a
(
1
:
6
)
=
4
 
!全部6个元素赋值为4
5
  
a

=
0
     
!第一个元素赋值0，其余不变
6
End
Subroutine

fun
4
 

总结：

第一种将高维数组变形为1维数组，丢失了数组的维度信息，实参和形参元素的位置对应关系不确定。因此不建议使用。

第二种最常用，但需要传递额外的参数来指定数组大小。

第三种很灵活，能实现第二种的所有功能，而且减少了参数个数，但需要显式接口。推荐用这种方法，并封装与 module 中避免书写接口。

第四种则坚决反对使用。
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