正确使用Fortran中的模块，子例程和函数

Question

我最近了解了在向Fortran程序中添加函数时的接口块。一切都工作得井井有条，但是现在我想在接口块中添加第二个函数。这是我的界面块：interface    function correctNeighLabel (A,i,j,k)    integer :: correctNeighLabel    integer, intent(in) :: i,j,k    integer,dimension(:,:,:),intent(inout) :: A    end function    function correctNeighArray (B,d,e,f)        character :: correctNeighArray    integer, intent(in) :: d,e,f    character, dimension(:,:,:),intent(inout) :: B    end functionend interface在我看来，这可能不是最佳选择。我已经研究了子例程，但是我不太确定这是正确的解决方案。我正在做的事情是相对简单的，我需要将参数传递给子例程，但是我所看到的所有子例程都是a）复杂的（即，对于函数而言过于复杂），并且b）不接受参数。它们的行为就像是在不将变量传递给变量的情况下操纵变量一样。我还没有真正地研究模块，但是从我看来，这不是正确的选择。什么时候应该使用哪个，如何最好地使用它？

Answer 1

模块永远是正确的选择；-)

如果您有一个非常简单的F90程序，则可以在“包含”块中包含函数和子例程：

 program simple

   implicit none

   integer :: x, y

   x = ...

   y = myfunc(x)

 contains

   function myfunc(x) result(y)

     implicit none

     integer, intent(in)  :: x

     integer              :: y

     ...

   end function myfunc

 end program

然后，函数/子例程的接口将在程序中已知，并且不需要在接口块中定义。

对于更复杂的程序，应将所有函数/子例程保留在模块中，并在需要时加载它们。因此，您也不需要定义接口：

 module mymod

   implicit none

   private

   public :: myfunc

 contains

   function myfunc(x) result(y)

     implicit none

     integer, intent(in)  :: x

     integer              :: y

     ...

   end function myfunc

 end module mymod

 program advanced

   use mymod, only: myfunc

   implicit none

   integer :: x, y

   x = ...

   y = myfunc(x)

 end program advanced

该模块和程序可以（实际上应该）在单独的文件中，但是必须在实际程序之前编译该模块。

Answer 2

第二，扩大已经说过的话。最好将您的过程（子例程和函数）放入模块中并“使用”它们，因为您可以轻松地对它们进行接口的自动一致性检查。其他方式也有缺点。如果使用接口块定义接口，则需要维护三件事，而不是两件事：接口，过程本身和调用。如果进行更改，则必须修改所有三个以保持一致。如果使用模块，则只需更改两个。使用接口块的原因是，如果您无权访问源代码（例如，预编译的库）或源代码是另一种语言（例如，您正在通过ISO C绑定使用C代码）。

“包含”方法的缺点在于，所包含的过程继承了父程序的所有局部变量……这不是非常模块化的，如果您忘记了这种“功能”，可能会造成很大的混乱。

Answer 3

alexurba和MSB的答案是正确的，并且像往常一样有用；让我在一点上充实一些细节-如果要使用模块（的确是这样），那么接口到底有什么用呢？

对于模块中的函数和子例程，该模块中的所有内容都use可以自动看到那些接口；接口是在编译模块时生成的（除其他外，这些信息将进入编译模块时生成的.mod文件中）。因此，您无需自己编写。同样，当您使用CONTAINed子程序时（与MSB一致，我发现它更加令人困惑，然后有所帮助- 与外部子程序相比，它们被更好地认为是闭包或嵌套子程序），主程序已经可以显式“查看”接口不需要您为此写出来。

接口块适用于您无法执行的操作-编译器无法为您生成显式接口时，或者您想要的内容与给定的内容不同时。一个示例是在Fortran 2003中使用C-Fortran互操作性。在这种情况下，Fortran代码正在链接到某些C库（例如），并且无法为您生成与C例程的正确的fortran接口-您必须通过编写自己的接口块，自己完成操作。

另一个例子是，当您已经知道子例程的接口，但是当您想创建一个新的接口来“隐藏”后面的子例程时，例如，当您有一个对整数进行操作的例程（例如，对整数进行操作） ，并且您希望能够在任何一个上调用相同的例程名称，并让编译器根据参数对其进行排序。这种构造称为通用例程，自Fortran 90开始就存在。在这种情况下，您将显式创建此新通用例程的接口，并在该接口块内列出与“真实”例程的接口。