有没有办法在元素函数中进行参数检查？

Question

实施例

假设我想编写一个检查其参数的元素函数，如下面的玩具示例所示：

elemental real function square_root( x )
    real, intent(IN) :: x
    if (x<0) then
        print *, "Error in square_root(): the variable x must be non-negative."
        stop 1
    endif
    square_root = sqrt(x)
end function square_root

动机

将过程标记为elemental允许灵活的语法：我可以使用标量或多维数组调用它，而不会改变调用语法。这太棒了。

检查参数值通常是一种很好的做法，过去对我帮助很大。

难度

此示例无法编译，因为elemental过程也必须是pure过程，并且pure过程中不允许I / O和程序终止。

似乎我可以执行以下任一操作，但不能同时执行以下操作之一：

• 使函数检查其输入并抛出某种错误/异常
• 将函数标记为elemental

问题

是否有任何方法来获取elemental提供的灵活语法，同时还检查参数值？

我很高兴使用较新的Fortran标准的功能和/或在必要/可能的情况下调用多态（例如通过接口），但我希望有一种更简单的方法！

Answer 1

如果您希望避免信号错误或参数（对于子程序）或函数结果（对于函数） ¹ 的异常情况，那么有以下选项：

来自Fortran 2008的
• 元素程序不一定是纯粹的;
来自Fortran 2018的
• error stop语句提示的错误终止可以在纯子程序 ² 中开始。

可以使用impure前缀：

指定非纯的元素函数

impure elemental function can_io_stdout(x)
  ..
  print *, "Hello!"
end function

对于Fortran 2018（即将发布）：

elemental function can_terminate(x)
  ..
  error stop "Termination from a pure function"
end function

¹ 例如，在真实的平方根的情况下，可以选择返回NaN。

² 正如IanH所指出的那样，即使在早期的语言版本中，也可以通过error stop之外的方式在纯过程中出现错误终止。