Материал: Аверянов Введение в оператсионные системы и основы программирования 2015

ектам своего носителя, в том числе могут вызывать его другие внутренние подпрограммы (пример 3.98).

Внутренние подпрограммы располагаются внутри своих носителей (в главной программе или во внешних подпрограммах) последовательно одна за другой.

Последовательность внутренних подпрограмм находится в блоке операторов сразу после оператора CONTAINS и заканчивается оператором END программной компоненты-носителя.

Пример 3.98. Пример внутренней подпрограммы program SUBPRG5

real :: A=1., B=2., C print *, SUM(A, B) contains

real function SUM(A, B) real :: A, B

SUM = A + B return

end end

3.7.4.Модули как библиотеки производных типов

ВФортране 90/95 модули используются для хранения глобальных данных и как контейнер производных типов. В данном учебном пособии рассматривается именно последнее назначение модулей. В контексте использования модуля как контейнера производных типов его структура имеет общий вид:

MODULE имя модуля описание производных типов

описание интерфейсов внутренние подпрограммы модуля

CONTAINS

внутренние подпрограммы модуля END имя модуля

В качестве примера рассмотрим создание производного типа VECTOR, обеспечивающего работу с векторами, лежащими на плоскости (x, y), и начало каждого вектора совпадает с началом координат (0, 0). Каждый такой вектор может быть описан конечной

206

точкой с координатами (X, Y). В соответствии с правилами векторной алгебры и аналитической геометрии могут быть описаны такие операции над векторами, как умножение вектора на число, сумма (разность) и т.д. В качестве примера реализуем операцию сложения данных типа VECTOR так, чтобы для трех векторов этого типа A, B и C с точки зрения Фортрана была правомерна операция сложения «C=A+B». Это означает, что нужно создать задаваемую ска-

лярную операцию сложения с обозначением «+» для производного типа данных VECTOR.

Дело в том, что для производных типов данных не существует заведомо определенных операций – доступны операции только с элементами структуры, поскольку они являются данными встроенных типов, и для них определены соответствующие покомпонентные операции, что-то вроде:

C%X = A%X + B%X

C%Y = A%Y + B%Y

Модуль с реализацией типа VECTOR и векторной арифметики

(см. пример 3.19) так и называется: VECTOR_ARITHMETIC.

Описание производных типов следует в модулях сразу после заголовка. Тип VECTOR объявлен в соответствии с правилами объявления производных типов (см. п. 3.3.7) и имеет в своей структуре два вещественных компонента – X и Y, или в геометрической интерпретации координаты конца вектора.

Для создания операции сложения для элементов типа VECTOR нужно сделать две вещи – написать функцию, которая будет заниматься покомпонентным сложением, и связать ее с интерфейсом виде знака «плюс» (если не нравится «плюс», можно использовать обозначение любой встроенной операции Фортрана или последовательность букв, не длиннее 31, ограниченную точками, предположительно .PLUS.).

Тип функции сложения (ADD_VECTORS – название произвольное) и возвращаемое ею значение должно быть таким же, как у слагаемых A и B, т.е. VECTOR.

Поскольку операция сложения – бинарная, то входными параметрами функции с атрибутом INTENT(IN) объявлены два входных параметра: A и B.

207

При описании унарной операции потребуется только один входной параметр.

Функция ADD_VECTORS реализует операцию сложения на компонентном уровне: ADD_VECTORS%X = A%X +B%X и т.д.,

поскольку компоненты типа VECTOR являются вещественными и для них определена операция сложения вещественных чисел, а ин-

терфейсный блок (INTERFACE ... END INTERFACE) связывает функцию ADD_VECTORS, являющуюся внутренней модульной процедурой, с оператором «плюс».

Любой модуль должен располагаться в отдельном файле, название которого должно совпадать с названием модуля, а расширение зависит от компилятора – для компилятора Gfortran созданный модуль VECTOR_ARITHMETIC должен быть помещен в отдельный файл c именем vector_arithmetic и расширением .f95. Ограничений на имена программ и программных компонентов, использующих модули, не существует.

Пример 3.99. Использование модуля в программе program VECTOR_TEST

use VECTOR_ARITHMETIC

type (VECTOR) :: A = VECTOR(1., 2.), B = VECTOR(3., 4.), C C = A + B

print*, A; print*, B; print*, C end

Чтобы использовать модуль в других программе и программных компонентах, необходимо объявить об его использовании при помощи оператора USE (пример 3.99). Подключив таким образом модуль VECTOR_ARITHMETIC, можно объявлять переменные типа VECTOR, не описывая структуру типа, и применять к переменным операции, определенные в модуле.

Два файла – с модулем и тестирующей программой, необходимо правильно скомпилировать для получения запускаемой программы, для этого необходимо внимательно изучить специально посвященный этому п. 3.2.4.

В качестве упражнения и тренировки работы с модулями полезно дополнить созданный модуль VECTOR_ARITHMETIC другими такими стандартными векторными операциями, как скалярное и векторное произведение и т.д.

208

3.7.5. Встроенные функции Фортрана

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ