FORTRAN90第6章子程序.pptVIP

FORTRAN90程序设计,计算机中心 2006.3,Visual Fortran 90 程序设计,6.1概述,6.5 子程序的嵌套调用,6.2 函数子程序,6.6 模块,6.3 子例子程序,6.7 递归过程,6.4 虚实结合,6.8 其他部分,6.9 程序举例,6.1 概述,主程序的结构：,单位定义 说明部分 输入 计算或处理 输出 END,引入子程序的目的：模块化设计,所有功能都在主程序单位内完成,1、一个Fortran90程序主程序单元个数：1个 2、子程序单元：0-n个 子程序单元被主程序单元或被其它子程序单元调用，甚至可以递归调用（调用本身）,源程序的结构,最简单的源程序的结构,子程序分类,1、函数子程序 分为内部函数子程序 外部函数子程序,2、子例行子程序 分为内部子例行子程序 外部子例行子程序,用于完成复杂的计算 返回 一个或多个值,用于完成复杂计算，返回一个或多个值，或用于其它数据处理,6.2外部函数子程序,单位定义语句 说明部分 程序体：具体计算 END语句,外部函数子程序的结构,FUNCTION F(X,Y,Z)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,Y,z,F_RESULT F_RESULT=X+Y Z=X-Y END,PROGRAM NAIN READ*,A,B D=F(A,B,c) PRINT*,C,D END,两单位相互独立编译 必须进行数据的传递,END FUNCTION 函数名,子程序END语句写法,1、函数单位的结束标志 2、将控制返回到主调程序。,子程序END语句功能,函数单位定义语句的写法,RECURSIVEFUNCTION 函数名（虚元表）RESULT(结果名) 1、函数子程序的第一行（注释行除外）。 2、如果函数是递归的，则应以RECURSIVE开头。 3、函数名为全局名：作用域为整个程序，不与已有的全局名同名。 各独立程序单位的名字为全局名,4、主调程序与被调程序 两个单位之间的数据传递,结果名：子程序的一个输出 一般写法：函数名_RESULT，用于保存一个计算结果，称为函数值。且结果名有类型，必须在子程序说明部分说明类型。,虚元表：子程序的所有输入，及除函数值之外的其他计算结果的输出。,函数值返回给调用式,由实元传递给对应的虚元,虚元数据返回给对应的实元,FUNCTION F(X,Y,Z)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,Y,z,F_RESULT F_RESULT=X+Y Z=X-Y END,PROGRAM NAIN READ*,A,B D=F(A,B,c) PRINT*,C,D END,主,子,5、虚元的含义：编写子程序时没有具体值（调用时或调用结束后才获得数值），因此只是一个符号，表示输入、输出,名字可随便用户取。 6、虚元可以是变量名、数组名、过程名、指针等。 7、虚元的可选属性INTENT： INTENT(IN)：作为子程序的输入(不得再改变其值) INTENT(OUT)：子程序的输出（对应的实元不能是表达式） INTENT(INOUT)：子程序的输入输出 例：REAL,INTENT(IN):X,Y,子程序程序体的写法,分为说明部分和执行部分。 1、说明部分应对程序体内一切变量、数组等实体（包括虚元）作出说明，同时还要说明函数结果变量名，但不可说明函数名。 2、执行部分中必须对函数结果名至少赋值一次。,FUNCTION F(X,Y,Z)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,Y,z,F_RESULT F_RESULT=X+Y Z=X-Y END,两单位独立编译,1、调用式是表达式, 调用结束后调用式得到函数值。 2、常见形式： Y=函数名（实元表） PRINT*，函数名（实元表） IF（函数名（实元表） 注意：实元与虚元一般必须在个数、次序、类型上保持一致；但实元与虚元名字可以不同。,函数子程序的调用,例1：编写子程序求K=M*N，L=M-N，主程序输入2，3，调用子程序，计算2*3及2-3。,Program main Implicit none Integer:M,N,K,L,F Read*,M,N K=F(M,N,L) PRINT*,K,L END,FUNCTION F(M,N,L)RESULT(F_RESULT) IMPLICIT NONE INTEGER:M,N,L,F_RESULT F_RESULT=M*N L=M-N END,注意：虚元名任意，但一般与实元一致。 检查调用原则，程序体编写规则。,不能省略说明 两单位独立编译,PROGRAM MAIN IMPLICIT NONE REAL:X,Y,F,G,GF READ*,X F=X+SIN(30*3.1415926/180) G=GF(X,F) Y=F+G PRINT*,Y END,FUNCTION GF(X,F)RESULT(GF_RESULT) IMPLICIT NONE REAL:X,F,GF_RESULT IF(F0)THEN GF_RESULT=X+1 ELSEIF(F0)THEN GF_RESULT=X-1,ELSE GF_RESULT=0 ENDIF END,G,GF不能同名,练习： 计算函数Sinh（x）的值，当ex的通项值小于等于1E-6时停止。计算公式如下：,！主程序如下： Program main1 Real: MyExp,y,x Write(*,*) Enter x: Read(*,*)x Y=(MyExp(x)-MyExp(-x) /2.0 Write(*,）Y END PROGRAM,！函数子程序 Function MyExp(x) result (Exp_res) Real:Exp_res,x,s,T integer:N N=1; T=1; S=1 do T=T*X/N IF(ABS(T)=1E-5)EXIT S=S+T;N=N+1 end do Exp_res=S END FUNCTION,两次调用,1、计算实元值（作为输出的可预先无值） 2、虚实按地址结合：虚元按顺序借用实元存储单元 3、运行权至子程序的第一句，直至遇子程序的END语句返回到主调程序： 运行权返回至调用点 函数值返回给调用表达式 虚实脱离结合，但子程序运行时造成的实元值的改变将保留。,调用的执行过程,子程序阅读技巧：画出虚实结合表,INTEGER:X，Y，Z，f Y=f（X，X） PRINT*，Y Z=f（y，x） PRINT*，Z END,FUNCTION f(X,Y)RESULT(f_RESULT) INTEGER:X，Y，f_RESULT，I I=1；X=3*I；Y=2*I f_RESULT=X+Y END,注意：一个变量只有一个存储单元 按顺序结合，不是按名结合,1、虚元为变量，实元为同类型的变量,开辟临时单元存放常量或表达式的值 REAL：MN，X，S X=3.0 PRINT*，S（X，MN（X），X END FUNCTION S（A，C）RESULT（ S_RESULT ） REAL：A，S，S_RESULT A=A+1；B=A*A S_RESULT=B-C END FUNCTION S FUNCTION MN（X）RESULT（MN_RESULT） MN_RESULT=3.0*X END FUNCTION MN,247.0 4.0,、虚元为变量，实元为常量、表达式：,6.3 外部子例行子程序,外部子例行子程序的结构,外部子例行子程序：用户定义，用于完成复杂计算任务，返回一个或多个值，或用于其它数据处理,RecursiveSubroutine 子程序名（虚元表） 说明部分 程序体 End Subroutine 子程序名,与函数子程序的区别,1.没有RESULT关键字。 2、虚元：负责子程序的全部输入和全部输出 3、无虚元时：SUBROUTINT 子程序名 或 SUBROUTINT 子程序名（） 4、函数子程序的调用是表达式中。 而子例子程序必须通过CALL语句来调用。 CALL 子程序名（实元表）,例子程序求K=M+N，L=M-N 主程序输入2，3调用子程序求2+3，2-3的值。,Program main Implicit none Integer:M,N,K,L Read*,M,N CALL S(M,N,K,L) PRINT*,K,L END,Subroutien S(m,n,k,l) Implicit None Integer:m,n,k,l K=m+n L=m-n End,所有的输入、输出,1、计算实元值（作为输出的可预先无值） 2、虚实按地址结合：虚元按顺序借用实元存储单元 3、运行至子程序的第一句，直至遇子程序的END语句返回到主调程序： 运行返回至CALL语句的下一个语句 虚实脱离结合