FORTRAN:数据多态

时间:2014-09-23 16:58:41

标签: polymorphism fortran runtime fortran2003

我试图隐藏真实数据类型和复杂数据类型之间的差异。在FORTRAN 2003中,我认为可以有一种方法。

目标是定义一个多态可分配数组,该类型可以在运行时决定。另外还有一个子程序,它使多态数组做一些代数(同样的方程适用于实数和复数数据)。

为了做到这一点,我做了两次尝试:

方法A:

module poly
    implicit none
    private
    type, abstract, public :: MyType
    contains
        procedure, public :: Constructor
    endtype MyType

    type, extends(MyType), public :: MyTypeR
        real(8), allocatable :: AllData(:)
    endtype MyTypeR

    type, extends(MyType), public :: MyTypeI
        complex(8), allocatable :: AllData(:)
    endtype MyTypeI

    contains

    subroutine Constructor(this, Nsize)
        class(MyType), intent(inout) :: this
        integer, intent(in) :: Nsize
        select type(this)
        type is(MyTypeR)
            allocate(this%AllData(Nsize))        
        type is(MyTypeI)
            allocate(this%AllData(Nsize))  
        endselect
    endsubroutine
endmodule poly

! Algebra subroutine
module Operation
    contains
    subroutine Square(Array)
        class(*), intent(inout) :: Array(:)
        select type(Array)
        class is(real(8))
            Array = Array**2
        class is(complex(8))
            Array = Array**2
        endselect
    endsubroutine Square
endmodule Operation

! Main
program test
    use poly
    use Operation
    class(MyType), allocatable :: t1, t2
    integer :: i
    logical :: IfComplex = .true.

    if(IfComplex) then
        allocate(MyTypeI::t1)
    else
        allocate(MyTypeR::t1)
    endif
    call t1%Constructor(4)
    call Square(t1%AllData)
endprogram test

方法B(无限多态可分配变量):

module poly
    implicit none
    private
    type, public :: MyType
        class(*), allocatable :: AllData(:)
    contains
        procedure, public :: Constructor
    endtype MyType

    contains

    subroutine Constructor(this, Nsize, IfComplex)
        class(MyType), intent(inout) :: this
        integer, intent(in) :: Nsize
        logical, intent(in) :: IfComplex
        if(IfComplex) then
            allocate(complex(8)::this%AllData(Nsize))        
        else
            allocate(real(8)::this%AllData(Nsize))  
        endif
    endsubroutine
endmodule poly

! Same algebra subroutine
! Main
program test
    use poly
    use Operation
    type(MyType) :: t1, t2
    integer :: i
    call t1%Constructor(4, .true.)
    call Square(t1%AllData)
endprogram test

然后我在两种方法中都遇到了代数子程序的问题:在内部赋值语句中,变量不应该是多态的。任何建议将不胜感激。

1 个答案:

答案 0 :(得分:5)

有一些问题。

在当前的Fortran中,您无法扩展内在类型 - 内在类型不能出现在派生类型定义中的EXTENDS说明符中。

因此,在Fortran 2008中,语言禁止假装内部类型可以是select类型构造中的祖先类型。这种禁止隐含在类型保护语句的语法规则中(TYPE IS ... CLASS IS等 - type-guard-stmt 的CLASS IS形式明确限于派生-type-spec ,它排除了使用内部类型名称),这意味着符合标准的Fortran 2008编译器应该为您的语法发出错误消息。

(Fortran 2003中没有这种限制发布,但它在后来的Fortran 2003勘误表中添加了 - 也许你的Fortran 2003编译器供应商还没有实现它。)

在Fortran 2003中,当赋值变量(equals左侧的东西)是多态的时,不允许内部赋值。分配给多态变量的功能是Fortran 2008中添加到语言中的一项功能。

上述两个问题的解决方案是在Square子例程TYPE IS而不是CLASS IS中生成类型保护语句。

超越那个直接问题(以下是更主观的,取决于你最终计划做什么):

  • 在第一个示例中,更典型的安排是有两个单独的非类型绑定构造函数过程,一个用于MyTypeR,另一个用于MyTypeI。然后,代数操作将是MyType父级的延迟绑定,然后扩展将适当地实现。

  • 第二个示例中的MyType并没有真正执行有用的角色 - 您也可以直接使用可分配的无限多态对象。