函数

2024-07-12 05:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

函数

在实际的代码编写过程中，有一些操作是重复的，我们可以将它们提取出来，进行封装，在之后需要使用的时候直接调用。实现这类功能的结构叫做过程(procedure)。在 Fortran中，具有返回值的过程称为函数(function)，不具有返回值的叫做子程序subroutine,在不混淆的情况下，我们可以将其统称为函数。

函数的定义

Fortran中，函数一般定义在module中，置于contains的后面，使用的时候，use这个module就可以导入这个函数。

首先用fpm new my_func_mod创建一个新的项目，然后将module文件放在src/my_func_mod.f90中

! 文件名src/my_func_mod.f90 module my_func_mod implicit none contains function vector_norm(vec) result(norm) real, intent(in) :: vec(:) !这里vec(:)表示我们传入的是一个数组 real :: norm norm = sqrt(sum(vec**2)) end function vector_norm end module my_func_mod !文件名 app/main.f90 program main use my_func_mod implicit none real::a(3) a=[real::1.0,2.1,3.2] write(*,*)vector_norm(a) end program main

运行之后

$ fpm run 3.95600796

其中result表示函数的返回值是什么，同时我们还需要在函数体中定义返回的类型和属性。

Fortran中有许多针对数组的内置函数，熟练使用他们，可以减少代码的冗余，提高效率，此处sum表示对数组进行求和，sqrt表示对元素进行开方

如果返回值没有属性，只有类型，则可以将其写在函数的开头。

将如下的两个文件也放在module中，即vector_norm2的后面

real function vector_norm2(vec) result(norm) !类型写在开头 real, intent(in) :: vec(:) norm = sqrt(sum(vec**2)) end function vector_norm2 function double_vec(vec) result(vec2) real, intent(in) :: vec(:) real :: vec2(size(vec)) !可以返回数组，但是具有dimension属性，不能写在开头 vec2=vec*2 end function double_vec

修改主函数

program main use my_func_mod implicit none real::a(3) a=[real::1.0,2.1,3.2] write(*,*)vector_norm(a) write(*,*)vector_norm2(a) write(*,*)double_vec(a) end program main $ fpm run 3.95600796 3.95600796 2.00000000 4.19999981 6.40000010 size 函数返回数组的大小，如果是多维数组，返回的是所有维度的乘积

子过程的参数称为虚参，虚参一般会包含如下几个属性

虚参属性说明 intent(in)参数按照引用传递，拥有只读属性，不可修改 intent(out)参数按照引用传递，拥有写属性 intent(inout)参数按照引用传递，拥有读写属性 value参数按照值传递，内部修改后不影响其原本的值在我们使用函数的过程中，尽量要保证函数的参数是intent(in)或者value的，这类过程也被称为纯函数，这类函数不存在副作用，编译器可以提供更好的优化。 intent(in)也可以和value一起使用，此时值传递的虚参也不可修改。如果不能保证纯函数，那可以使用我们下节提到的子程序在代码中应当总是使用intent属性，这样可以更好的让编译器检查我们的代码其他位置声明函数

除了在module的contains中定义函数，program,function以及我们接下来要学习的subroutine中都可以使用contains来定义函数，

program main implicit none real::a(3) a=[real::1.0,2.1,3.2] write(*,*)vec_norm(a) contains real function vec_norm(a)result(res) real,intent(in)::a(:) res=norm2(a)!内置函数norm2 end function vec_norm end program main

但是这些位置定义的函数都只在其对应的作用域内有效，出了作用域就无法访问。

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