在Fortran 2003中键入绑定过程重载

Question

我已经用Java编程了几年; 但是，我现在正在学习一门使用Fortran作为示例代码（77标准）的课程。 虽然我一直认为Fortran是一种古老的语言，但我决定使用gfortran编译器试用2003标准的最新实现来看看它的优点。 到目前为止，我对现代功能感到惊讶，但我遇到了一个问题，下面的例子证明了这个问题。

    module mod1
      type type1
        real :: x
        real :: y
        contains
        procedure :: compute
      end type type1
      contains
      subroutine compute(this)
        class(type1) :: this
        this%y = this%x*2 - 1
        write (*,*) this%x,this%y
      end subroutine
    end module mod1

    module mod2
      type type2
        real :: x
        real :: y
        contains
        procedure :: compute
      end type type2 
      contains
      subroutine compute(this)
        class(type2) :: this
        this%y = this%x - 5
        write (*,*) this%x,this%y
      end subroutine
    end module mod2

    program test
      use mod1
      use mod2
      implicit none
      type(type1) myType1
      type(type2) myType2
      myType1%x = 4
      myType2%x = 5
      call myType1%compute
      call myType2%compute
    end program test

这会产生编译错误：“在（1）中参数'this'中键入不匹配;将TYPE（type2）传递给CLASS（type1）”以引用call myType2%compute语句。

我的问题是范围。 看来，通过class(<class_name>) :: this语句，编译器应该能够将子例程绑定到特定的派生类型或其后代。 从这里，它似乎并没有概念上很难编译器来搜索子程序局部开始，然后继续向上的特定实例的祖先树变量定义this 。 这将消除所有显式的this%语句， this%语句倾向于使我的类型绑定过程在几个语句之后难以阅读。 例如，

    this%tempNew(xI) = this%lamda*this%temp(xI-1)+(1-2*this%lamda)*this%temp(xI)+this%lamda*this%temp(xI+1)

似乎比读取/写入要少得多

    tempNew(xI) = lamda*temp(xI-1)+(1-2*lamda)*temp(xI)+lamda*temp(xI+1)

在后一种情况下，通过class(<class_name>) :: this语句可以很明显地显示每个变量的绑定。

另一个结果是，似乎两个单独的派生类型不能具有相同名称的绑定子例程（如错误消息所示）。 我已经看到了两种常见的方法。 首先是显式调用每个子例程，如compute_type1和compute_type2 。 访问这些子例程时，这在代码中看起来非常难看和冗余。 例如， call myType1%compute_type1 。 第二个选项（参见例如Fortold 2003中具有不同排名的重载fortran接口 ， 类型绑定函数重载 ）似乎更好，是区分绑定名称和过程名称。 例如，类型定义将包括procedure :: compute type => compute_type1 。 这解决了访问子例程时的问题，但是在开发具有许多实现相同绑定名称的派生类型的大型项目时，我会发现问题。 我宁愿不必跟踪我所拥有的子程序名称，也没有在任何给定项目中使用过。 这往往会使名称保持相当长的时间并且最终不易读取。

所以我的问题有3个组成部分：

• 对类型绑定过程中的类成员显式输入this%<var_name>是否有更清晰的替代方法？
• 有没有办法让编译器认识到应该根据class(<class_name>) :: this语句绑定一个过程？ 当前重载子程序/函数名称的方法似乎是90/95标准的工件，它不允许将这些绑定到类型。
• 如果没有，是否有一些与此实现相关的性能提升？ 这两个问题似乎都可以在编译时解决，我很乐意为表达能力的提高而牺牲。

Answer 1

这更像是一个扩展注释，但由于编译器失败，您似乎被迫推测。 我已经使用gfortran 4.8.3编译了代码而没有错误，并且具有预期的结果。 而且，在我看来，你想要发生的事情应该发生。

另一个结果是，似乎两个单独的派生类型不能具有相同名称的绑定子例程（如错误消息所示）。

虽然两个子例程都被称为compute但它们位于不同的模块中，这是允许的，尽管你的use语句使得一个call compute(...) （你没做的）模糊不清。 如果类型定义在同一模块中，那么您将不得不求助于procedure :: compute => compute_typex技巧，但call mytype1%compute仍然是可以接受的。

我建议如果您通过类型绑定公开compute子例程，那么您在模块中将它们作为private ，或者至少，不要明确地use它们。 [也就是说use mod1, only : type1 。]

至于你是否在子程序中遇到了type%...那么是的，我认为你是。 也就是说，根据Fortran 2008，有一个associate构造

subroutine compute(this)
  class(type1), intent(inout) :: this
  associate (x => this%x, y => this%y)
    ...
  end associate
end subroutine

但在这种情况下，这并没有增加太多。 还有其他可怕的伎俩，我不会详细说明。