运行时多态性在fortran 2003中

Question

我在Fortran 2003中编写了一些代码，它使用稀疏矩阵执行大量线性代数。我正在尝试利用新标准的一些更抽象的功能，所以我有更简单的程序，没有太多的重复代码。

我有一个过程solver，它接受​​一个矩阵，一些向量，所使用的迭代方法的容差等等。我正在向它传递一个指向matvec的过程的指针; matvec是我们用于矩阵向量乘法的子程序。

问题是，有时候matvec是一个过程，它会在发送到此过程的常规参数之上引入额外的参数colorlist, color1, color2。我可以想到几种解决这个问题的方法。

第一个想法：定义两个不同的抽象接口matvec1，matvec2和两个不同的求解器。这有效，但这意味着要复制一些代码，这正是我想要避免的。

另一个想法：保持相同的抽象接口matvec，并使额外的参数colorlist，color1，color2可选。这意味着在每个matvec例程中都可以选择它们 - 甚至是那些它们不是真正可选的例程，以及它们甚至根本不用的例程。如果我这样做，我肯定会下地狱。

我可以想到许多其他不太理想的解决方案。我想对此有所了解 - 我确信有一些优雅的方法可以做到，我只是不确定它是什么。

Answer 1

问题是，每次调用过程时是否必须传递其他参数（因为它们在两次调用之间发生变化），或者它们可以在某个时刻初始化，然后只在函数中使用。在后一种情况下，您可以使用抽象接口创建一个类，该接口使用基本参数定义子例程matvec。然后，您可以使用更专业的类扩展该类，这可以包含所需的其他选项。他们仍然必须定义与父类相同的matvec接口（具有相同的参数列表），但是当他们调用matvec过程时，他们可以使用存储在其中的附加值。

您可以找到类似案例的详细示例in this answer（查找显示module rechercheRacine的第二个示例）。

Answer 2

您可以将各种matvec例程放在通用接口后面，而不是将过程指针作为显式参数传递：

interface matvec
  module procedure matvec1, matvec2
end interface

然后你的solver例程可以使用带有或不带额外参数的通用名称。当使用Bálint建议的方法将solver定义为具有类型绑定过程的派生类型时，当然也可以采用相同的方法：

type :: solver
  real, allocatable :: matrix(:,:), v1(:), v2(:)
contains
  procedure, pass :: matvec1
  procedure, pass :: matvec2
  generic :: matvec => matvec1, matvec2
end type

主要区别在于，这不使用多态来确定要调用的正确过程，而是使用伪参数的特征。

我不确定你对程序指针的意图;如果您希望在运行时更改其目标（或者可能为其“未定义”状态指定一些特殊含义），则指针是唯一的方式，并且所有目标都需要匹配相同的抽象接口。如果您只需要根据其参数选择几个过程中的一个，那么您可以利用接口（我的示例）或重载（Bálint的示例）。类型的每个扩展都可以使用新过程扩展继承的generic绑定，或者重载继承的特定绑定。