Question

在Fortran中，我需要一个派生类型中的过程指针，它可以指向几个子例程中的一个。这个问题似乎在SO上很常见：

仅举几例。第一个参考文献中提供了函数这个问题的答案。

但是，在类型绑定过程指针指向子例程的情况下，我仍然不清楚开发此类代码的方法。困难似乎是没有与返回的内容相关联的类型（因为没有真正“返回”）。

我还想指出一个细微差别，尽管在最近的fortran标准（2003,2008）中可能存在一个简单的解决方案，但这个解决方案可能不适用于所有编译器，这可能会在将来出现问题。所以我对编译器友好的解决方案感兴趣。

我有一个当前有效的小代码（如下所示），但在我的大代码中，我在文件中遇到内部编译器错误（也显示如下），我在派生类型中使用过程指针。我的问题是：我可以对下面的代码做什么

1）严格使用显式接口

2）最大化传递给编译器的信息

3）确保代码在尽可能多的编译器之间可移植（即使用fortran 90/95标准）。

在多大程度上可以满足上述要求（1是最重要的）？是否有可能满足上述所有标准？我知道“满足所有这些标准”是主观的，但我认为对于关于函数而不是子例程的相同问题，答案是'是'。

 gcc version 5.1.0 (i686-posix-dwarf-rev0, Built by MinGW-W64 project)

小代码：

  module subs_mod
  implicit none
  public :: add,mult
  contains
  subroutine add(x,y,z)
    implicit none
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y+z
  end subroutine
  subroutine mult(x,y,z)
    implicit none
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y*z
  end subroutine
  end module

  module type_A_mod
  use subs_mod
  implicit none
  public :: type_A,init,operate
  type type_A
    procedure(),pointer,nopass :: op
  end type
  contains
  subroutine init(A,op)
    implicit none
    external :: op
    type(type_A),intent(inout) :: A
    A%op => op
  end subroutine
  subroutine operate(A,x,y,z)
    implicit none
    type(type_A),intent(in) :: A
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    call A%op(x,y,z)
  end subroutine
  end module

  program test
  use type_A_mod
  use subs_mod
  implicit none
  type(type_A) :: A
  integer :: x
  call init(A,mult)
  call operate(A,x,3,5)
  write(*,*) 'x = ',x
  end program

大代码中的编译器错误：

    f951.exe: internal compiler error: Segmentation fault
    libbacktrace could not find executable to open
    Please submit a full bug report,
    with preprocessed source if appropriate.
    See <http://sourceforge.net/projects/mingw-w64> for instructions.

更新

这是一个小的修改，为编译器提供了更多信息，但我没有在大代码上尝试过。但是，它似乎是随意的，我不知道它是否会有所帮助。

  ...
  function add(x,y,z) result(TF)
  ...
    logical :: TF
    x = y+z
    TF = .true.
  end function
  function mult(x,y,z) result(TF)
  ...
    logical :: TF
    x = y*z
    TF = .true.
  end function
  end module

  module type_A_mod
  ...
  type type_A
    procedure(logical),pointer,nopass :: op
  end type
  ...
  subroutine init(A,op)
    implicit none
    logical,external :: op
  ...
  end subroutine
  subroutine operate(A,x,y,z)
  ...
    logical :: TF
    TF = A%op(x,y,z)
  end subroutine
  end module

  program test
  ...
  end program

解决方案评论 只是评论解决方案（由@IanH提供）：还有一个额外的皱纹，那就是我有一些派生类型进入抽象接口，根据The New Features of Fortran 2003，Import语句应该包含以使抽象接口知道任何输入的派生类型。这是一个小工作示例，应用于大代码，减轻了我遇到的内部编译器错误：）

  module DT_mod
  implicit none
  private
  public :: DT
  type DT
    integer :: i
  end type
  contains
  end module

  module subs_mod
  use DT_mod
  implicit none
  private
  public :: add,mult,op_int

  abstract interface
  subroutine op_int(d,x,y,z)
    import :: DT
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
  end subroutine
  end interface

  contains
  subroutine add(d,x,y,z)
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y+z
    d%i = 1
  end subroutine
  subroutine mult(d,x,y,z)
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y*z
    d%i = 2
  end subroutine
  end module

  module type_A_mod
  use DT_mod
  use subs_mod
  implicit none
  private
  public :: type_A,init,operate
  type type_A
    procedure(op_int),pointer,nopass :: op
  end type
  contains
  subroutine init(A,op)
    implicit none
    procedure(op_int) :: op
    type(type_A),intent(inout) :: A
    A%op => op
  end subroutine
  subroutine operate(A,d,x,y,z)
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    type(type_A),intent(in) :: A
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    call A%op(d,x,y,z)
  end subroutine
  end module

  program test
  use type_A_mod
  use subs_mod
  use DT_mod
  implicit none
  type(type_A) :: A
  type(DT) :: d
  integer :: x,y,z
  y = 3; z = 5
  call init(A,mult)
  call operate(A,d,x,y,z)
  write(*,*) 'x,y,x = ',y,z,x
  write(*,*) 'd%i = ',d%i
  end program

非常感谢任何帮助。

Answer 1

在Fortran 2003之前，程序指针不是标准语言的一部分，所以如果你想要使用它们，那么Fortran 95的兼容性就无关紧要了。

无论提供给编译器的源是什么，内部编译器错误都是编译器的错误。

没有类型绑定过程指针这样的东西。你有一个类型绑定过程 - 这是在派生类型构造中的CONTAINS之后声明的事物，或者你有一个过程指针 - 它可以是一个类型的组件或一个独立的对象。作为组件的过程指针是派生类型的对象的值的一部分 - 它可以在运行时与不同的过程相关联。类型绑定过程是类型声明的固定属性。

如果希望过程指针（或虚拟过程）具有显式接口，则必须在过程声明语句的括号内提供接口名称。

procedure(interface_name_goes_here) [, pointer, ...] :: thing_being_declared

提供的接口名称可以是可访问的特定过程的名称（包括先前由不同过程声明语句声明的过程），或抽象接口的名称。

（如果过程声明语句中的接口名称是类型，就像示例代码中的组件一样，声明的过程是具有给定类型结果的函数，具有隐式接口。 / p>

如果过程声明语句中的接口名称完全丢失，则声明的过程可能是一个函数或子例程（其后续使用必须与一个或另一个一致）和一个隐式接口。）

因此，假设您要声明一个过程指针组件，该过程指针组件具有与函数的明确接口（与问题标题相反），其特征与第二段代码中的add或mult相同：

TYPE type_A
  PROCEDURE(the_interface), POINTER, NOPASS :: op
END TYPE type_A

ABSTRACT INTERFACE
  FUNCTION the_interface(x, y, z) RESULT(tf)
    IMPLICIT NONE
    ! function modifying arguments - poor style!!!
    INTEGER, INTENT(INOUT) :: x
    INTEGER, INTENT(IN) :: y, z
    LOGICAL :: tf
  END FUNCTION the_interface
END INTERFACE

如果希望过程指针是具有显式接口的子例程（这比修改其参数的函数更好） - 适当地更改抽象接口。

init子例程中的虚拟过程不一定是指针 - 在init内你没有改变op引用的内容 - 你只是指向另一个指针：

PROCEDURE(the_interface) :: op

当使用显式接口声明虚拟过程和过程指针时，我希望有一个合理的编译器来诊断特性中的任何不匹配。

Answer 2

这是我的工作示例：

module obj_mod
    integer, parameter :: n = 5

    type obj_type
        procedure(sub_interface), pointer, nopass :: obj_sub => NULL()
    end type

    interface
        subroutine sub_interface(y, x)
            import n
            double precision, dimension(n) :: x, y
        end subroutine sub_interface
    end interface

contains 
    subroutine sq_sub(x, y)
        double precision, dimension(n) :: x, y
        y = x ** 2
    end subroutine

    subroutine exp_sub(x, y)
        double precision, dimension(n) :: x, y
        y = exp(x)
    end subroutine

end module 

program member_subroutine
    use obj_mod
    type(obj_type) obj
    double precision, dimension(n) :: x, y

    x = (/ 1, 2, 3, 4, 5 /)
    write(*,*) 'x =', x

    obj%obj_sub => sq_sub
    call obj%obj_sub(x, y)
    write(*,*) 'y1 =', y

    obj%obj_sub => exp_sub
    call obj%obj_sub(x, y)
    write(*,*) 'y2 =', y
end program member_subroutine

Fortran过程指向派生类型中子例程的指针

2 个答案: