第六讲 Fortran中的子程序
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第六讲 Fortran中的子程序
实际中的程序由若干个程序单元组成，但是有且只有一个主 程序（ Program main ），其它的都是子程序。子程序是构造 大型实用程序的有效工具，设计程序要善于利用子程序，因 此，本讲学习Fortran中的子程序：函数子程序和子例行程序。 此外，在Fortran中还有一种类似与函数子程序的语句函数。
其中：f 称为函数名，x1、x2、…、xn称为虚参，e是关于虚参 的一个有效表达式。
（1）语句函数名：其取名及数据类型与变量相同。
比如：
F(x,y)=x**2+y*y→定义了一个实型函数F NF(x,y)=x**2+y*y→则定义了一个整型函数NF
又比如：Double precision FF FF(x,y)=x**2+y**2→定义了一个双精度型函数FF 注意在同一程序单元中，语句函数名不能与某个变量同名。
Integer Function f(x1,x2,…,xn) 函数体 end
等
价
Function f(x1,x2,…,xn) Integer f 函数体 end
如果没有这样的显式说明，则按照I-N规则。
2015/12/20 8
2、函数不能有同名虚参。而虚参的类型可以在函数体中说 明，没有说明则服从I-N规则； 3、在函数体中至少要有一个语句给函数名赋值，这种赋值 语句的格式为： 函数名＝表达式 切莫在函数名后加入括号，错误地写成： 函数名（虚参）＝表达式。
函数体
eBiblioteka Baidud
2015/12/20 6
其中，类型说明用于说明函数名的类型；函数名的命名方法 与变量名相同；虚参可以是简单变量和数组变量，但不能是 常数、数组元素、表达式。 function sm(m,n,l) sm=0 比如：求 do i=m,n if(l>0)then 100 S1 n 2 sm=sm+i**l n 1 else 140 S2 n3 sm=sm+(1.0*i)**l n 100 end if 30 1 end do S3 n 20 n end program main 程序的运行结果为： write(*,*)'s1=',sm(1,100,2) S1=338350.000000 write(*,*)'s2=',sm(100,140,3) S2=7.291440E+07 write(*,*)"s3=",sm(20,50,-1) S3=9.514656E-01 end 2015/12/20
二、函数子程序的调用
定义函数子程序的目的是为了调用，在 Fortran 中不仅主程 序可以调用函数子程序，而且函数子程序也可调用其它的函 数子程序，甚至调用本身（叫递归调用）。常把调用程序叫 主调程序单元，而被调用的函数子程序叫被调程序单元。 调用函数子程序的方法与调用内部函数及语句函数基本相同： （1）调用时应该用实参（可以是常量、变量、表达式等）代 替函数子程序中的虚参，实参和虚参的类型要相同；
§1
语句函数
就是用一条语句定义一个函数，比如：f ( x, y ) x 2 y x 2 2 y 2
就可以用Fortran的一条语句写出来：
f ( x, y) x * *2 * y sqrt ( x * *2 y * *2)
2015/12/20 1
一、语句函数的格式
f ( x1 , x2 , x3 ,, xn ) e
2015/12/20
2
（2）语句函数的虚参---即语句函数的自变量
1、称其为“虚参”是因为其本身是没有值的，只有在函数被 调用时才用实际意义（叫实参）代替； 2、可以按照普通变量对待虚参，但是一个语句函数中虚参不 能同名，但不同语句函数中虚参可以同名，虚参也可以和程 序中的变量同名； 3、虚参的类型说明与变量的类型说明方法与规则相同，而且 对与虚参同名变量同时有效； 4、当存在多个虚参时，之间用“,”分隔，如果没有虚参则函 数名后的括号是不能省略的。 （3）语句函数表达式 给出函数与参数之间的对应关系，可由虚参（必须包含所有的 虚参）、常量、变量、数组、 Fortran 的内部函数及在其前面 说明了的语句函数。
7
程序说明： 1 、整个程序由主程序和 1 个函数子程序组成，二者的位置不 分先后，因为程序执行时总是从主程序开始的； 2、函数子程序Function SM(m,n,l)中，缺省类型说明时，则 函数SM及其虚参标量m、n、l的类型遵守I～N规则； 3、主程序中的第2～4语句都要输出SM的值，其调用了函数子 程序SM。 函数子程序的定义还应注意以下问题： 1、函数值的类型说明方法可使用：
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§2
函数子程序
语句函数的不足是必须要在一条语句中完成对函数的定义， 因此只能用于较简单的函数，对于复杂的函数关系、无法用 一条语句完成时，需要用到本节的函数子程序。
一、函数子程序的定义
函数子程序是以Function 语句开头，并以End语句结束的一个 程序段，其可以独立自成一个程序文件，也可以和调用它的 程序单元合并成一个程序文件。其定义的一般格式为： [类型说明符] Function 函数名（虚参表）
2015/12/20 3
此外，还需注意的是：
1、只有当函数关系简单到，可以用一条语句描述函数与参数 的对应关系时，才能使用语句函数；
2、语句函数是非执行语句，要放在一个程序单元的所有其它 说明语句之后，并放在所有可执行语句之前； 3、语句函数只有在本程序单元中才有意义，即不能使用其它 程序单元中的语句函数； 4、语句函数中的虚参必须是变量，不能是常量、数组元素和 内部函数等； 5、语句函数是有类型的，因此语句函数表达式的类型一定要 与其函数名同类型。
二、语句函数的调用
语句函数一经定义，就可以在同一程序单元中调用它，调用 的方法与内部函数相同，即：
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函数名（实参表）
4
需要注意下面2个问题： 1、调用时可以使用常量、变量、内部函数及其表达式作为实 参代替对应的虚参位置，但要保证实参和虚参具有完全相同 的类型，并且实参是可以计算值的（即调用前实参中包含的 变量全部已经赋值）； 2、实参和虚参个数相同。 比如： integer x,f f(x)=5*x**3-2*x**2+7*x+6 print*,f(-1),f(0),f(1) End 运行结果为：－8 6 16
实际中的程序由若干个程序单元组成，但是有且只有一个主 程序（ Program main ），其它的都是子程序。子程序是构造 大型实用程序的有效工具，设计程序要善于利用子程序，因 此，本讲学习Fortran中的子程序：函数子程序和子例行程序。 此外，在Fortran中还有一种类似与函数子程序的语句函数。
其中：f 称为函数名，x1、x2、…、xn称为虚参，e是关于虚参 的一个有效表达式。
（1）语句函数名：其取名及数据类型与变量相同。
比如：
F(x,y)=x**2+y*y→定义了一个实型函数F NF(x,y)=x**2+y*y→则定义了一个整型函数NF
又比如：Double precision FF FF(x,y)=x**2+y**2→定义了一个双精度型函数FF 注意在同一程序单元中，语句函数名不能与某个变量同名。
Integer Function f(x1,x2,…,xn) 函数体 end
等
价
Function f(x1,x2,…,xn) Integer f 函数体 end
如果没有这样的显式说明，则按照I-N规则。
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2、函数不能有同名虚参。而虚参的类型可以在函数体中说 明，没有说明则服从I-N规则； 3、在函数体中至少要有一个语句给函数名赋值，这种赋值 语句的格式为： 函数名＝表达式 切莫在函数名后加入括号，错误地写成： 函数名（虚参）＝表达式。
函数体
eBiblioteka Baidud
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其中，类型说明用于说明函数名的类型；函数名的命名方法 与变量名相同；虚参可以是简单变量和数组变量，但不能是 常数、数组元素、表达式。 function sm(m,n,l) sm=0 比如：求 do i=m,n if(l>0)then 100 S1 n 2 sm=sm+i**l n 1 else 140 S2 n3 sm=sm+(1.0*i)**l n 100 end if 30 1 end do S3 n 20 n end program main 程序的运行结果为： write(*,*)'s1=',sm(1,100,2) S1=338350.000000 write(*,*)'s2=',sm(100,140,3) S2=7.291440E+07 write(*,*)"s3=",sm(20,50,-1) S3=9.514656E-01 end 2015/12/20
二、函数子程序的调用
定义函数子程序的目的是为了调用，在 Fortran 中不仅主程 序可以调用函数子程序，而且函数子程序也可调用其它的函 数子程序，甚至调用本身（叫递归调用）。常把调用程序叫 主调程序单元，而被调用的函数子程序叫被调程序单元。 调用函数子程序的方法与调用内部函数及语句函数基本相同： （1）调用时应该用实参（可以是常量、变量、表达式等）代 替函数子程序中的虚参，实参和虚参的类型要相同；
§1
语句函数
就是用一条语句定义一个函数，比如：f ( x, y ) x 2 y x 2 2 y 2
就可以用Fortran的一条语句写出来：
f ( x, y) x * *2 * y sqrt ( x * *2 y * *2)
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一、语句函数的格式
f ( x1 , x2 , x3 ,, xn ) e
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（2）语句函数的虚参---即语句函数的自变量
1、称其为“虚参”是因为其本身是没有值的，只有在函数被 调用时才用实际意义（叫实参）代替； 2、可以按照普通变量对待虚参，但是一个语句函数中虚参不 能同名，但不同语句函数中虚参可以同名，虚参也可以和程 序中的变量同名； 3、虚参的类型说明与变量的类型说明方法与规则相同，而且 对与虚参同名变量同时有效； 4、当存在多个虚参时，之间用“,”分隔，如果没有虚参则函 数名后的括号是不能省略的。 （3）语句函数表达式 给出函数与参数之间的对应关系，可由虚参（必须包含所有的 虚参）、常量、变量、数组、 Fortran 的内部函数及在其前面 说明了的语句函数。
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程序说明： 1 、整个程序由主程序和 1 个函数子程序组成，二者的位置不 分先后，因为程序执行时总是从主程序开始的； 2、函数子程序Function SM(m,n,l)中，缺省类型说明时，则 函数SM及其虚参标量m、n、l的类型遵守I～N规则； 3、主程序中的第2～4语句都要输出SM的值，其调用了函数子 程序SM。 函数子程序的定义还应注意以下问题： 1、函数值的类型说明方法可使用：
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§2
函数子程序
语句函数的不足是必须要在一条语句中完成对函数的定义， 因此只能用于较简单的函数，对于复杂的函数关系、无法用 一条语句完成时，需要用到本节的函数子程序。
一、函数子程序的定义
函数子程序是以Function 语句开头，并以End语句结束的一个 程序段，其可以独立自成一个程序文件，也可以和调用它的 程序单元合并成一个程序文件。其定义的一般格式为： [类型说明符] Function 函数名（虚参表）
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此外，还需注意的是：
1、只有当函数关系简单到，可以用一条语句描述函数与参数 的对应关系时，才能使用语句函数；
2、语句函数是非执行语句，要放在一个程序单元的所有其它 说明语句之后，并放在所有可执行语句之前； 3、语句函数只有在本程序单元中才有意义，即不能使用其它 程序单元中的语句函数； 4、语句函数中的虚参必须是变量，不能是常量、数组元素和 内部函数等； 5、语句函数是有类型的，因此语句函数表达式的类型一定要 与其函数名同类型。
二、语句函数的调用
语句函数一经定义，就可以在同一程序单元中调用它，调用 的方法与内部函数相同，即：
2015/12/20
函数名（实参表）
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需要注意下面2个问题： 1、调用时可以使用常量、变量、内部函数及其表达式作为实 参代替对应的虚参位置，但要保证实参和虚参具有完全相同 的类型，并且实参是可以计算值的（即调用前实参中包含的 变量全部已经赋值）； 2、实参和虚参个数相同。 比如： integer x,f f(x)=5*x**3-2*x**2+7*x+6 print*,f(-1),f(0),f(1) End 运行结果为：－8 6 16