6. Встроенные процедуры
6.1. Виды встроенных процедур
Встроенные процедуры разделяются на 4 вида:
1)элементные процедуры. Параметрами таких процедур могут быть как скаляры, так и согласованные массивы. Когда параметрами являются массивы, каждый элемент результирующего массива равен результату применения процедуры к соответствующим элементам массивовпараметров. Среди элементных процедур есть одна подпрограмма - MVBITS. Остальные являются функциями. Результирующий массив должен быть согласован с массивами-параметрами;
2)справочные функции выдают информацию о свойствах параметров функций. Результат справочной функции не зависит от значения параметра, который, в частности, может быть и неопределенным;
3)преобразовывающие функции;
4)неэлементные подпрограммы.
Помимо встроенных CVF и FPS имеют большое число дополнительных процедур, перечень которых приведен в прил. 3.
6.2. Обращение с ключевыми словами
Поскольку встроенные процедуры обладают явно заданным интерфейсом, их вызов может быть выполнен с ключевыми словами. Например:
pi = asin(x = 1.0) |
! x - ключевое слово |
y = sin(x = pi) |
|
В качестве ключевых слов используются имена формальных параметров. Эти имена приводятся при описании каждой встроенной процедуры. Необходимость в таких вызовах возникает лишь при работе с процедурами, которые имеют необязательные параметры, и в том случае, когда изменяется естественный порядок следования параметров. Иногда применение ключевых слов делает вызов более наглядным.
Пример. Функция MAXVAL(array [, dim] [, mask]) поиска максимальных значений в массиве имеет два необязательных параметра dim и mask.
integer array(2, 3) |
|
|
|
|
|
|
|
array = reshape((/1, 4, 5, 2, 3, 6/), (/2, 3/)) |
|
|
|
|
|||
! Массив array: |
1 |
5 |
3 |
|
|
|
|
! |
4 |
2 |
6 |
|
|
|
|
! Естественный порядок параметров. Вызов без ключевых слов |
|
||||||
print 1, maxval(array, 1, array < 4) |
! |
1 |
2 |
3 |
|||
print 1, maxval(array, 1) |
|
! |
4 |
5 |
6 |
||
! Вызов с ключевыми словами; однако поскольку порядок параметров
172
6. Встроенные процедуры
! не нарушен, применение ключевых слов необязательно |
|
|
||
print 1, maxval(array, dim = 1, mask = array < 4) |
! |
1 |
2 |
3 |
print 1, maxval(array, dim = 1) |
! |
4 |
5 |
6 |
! Применение ключевых слов обязательно |
|
|
|
|
print 1, maxval(array, mask = array < 4, dim = 1) |
! |
1 |
2 |
3 |
print 1, maxval(array, mask = array < 4) |
! |
3 |
|
|
1 format(3i3) |
|
|
|
|
end |
|
|
|
|
6.3. Родовые и специфические имена
Имена многих встроенных процедур являются родовыми. Например, родовым является имя функции MAXVAL из только что приведенного примера. На практике это означает, что тип результата такой функции зависит от типа обязательного параметра. Так, функция может принимать в качестве параметра array массив любого целого или вещественного типа. Тип и значение параметра разновидности типа результата функции MAXVAL такие же, как у параметра array. Родовые имена встроенных функций не могут быть использованы в качестве фактических параметров процедур
(разд. 8.18.2).
Ряд встроенных функций имеют специфические имена, и их вызов может быть выполнен как по родовому, так и по специфическому имени. Вызов с родовым именем и параметром типа type эквивалентен вызову со специфическим именем с тем же типом параметра.
Пример:
real(4) :: x = 3.0 |
|
|
real(8) :: y = 3.0 |
! LOG - родовое имя |
|
complex(4) :: z = (3.0, 4.0) |
! CLOG - специфическое имя |
|
print *, log(x) |
! |
1.098612 |
print *, log(y) |
! |
1.098612288668110 |
print *, log(z) |
! |
(1.609438, 9.272952E-01) |
print *, clog(z) |
! |
(1.609438, 9.272952E-01) |
Замечание. Вызов функции LOG с целочисленным параметром недопустим, поскольку в противном случае не было бы ясности, в какой допустимый тип (вещественный или комплексный) следует автоматически преобразовать целочисленный аргумент. То же справедливо и для других математических функций.
Специфические имена функций могут быть использованы в качестве параметров процедур (см. табл. 8.3 в разд. 8.18.2) за исключением имен, указанных в табл. 8.4. Специфические имена применяют также, когда необходимо сделать очевидным для программиста используемый в расчетах тип данных.
173
О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
В последующем описании встроенных процедур будут упоминаться только их родовые имена. Для справок относительно их специфических имен мы вновь отсылаем к табл. 8.3 и 8.4 в разд. 8.18.2.
6.4. Возвращаемое функцией значение
Ряд функций, например RANGE или INDEX, возвращают значение стандартного целого типа (INTEGER). По умолчанию этот тип эквивалентен типу INTEGER(4). Однако если применена опция компилятора /4I2 или директива $INTEGER:2, то возвращаемый функцией результат имеет тип INTEGER(2). При этом также меняется устанавливаемый по умолчанию тип логических данных, т. е. функция стандартного логического типа, например ASSOCIATED, будет возвращать результат типа LOGICAL(2), а не LOGICAL(4).
То же справедливо и для функций, возвращающих значение стандартного вещественного типа, который по умолчанию эквивалентен REAL(4). Однако если пользователем задана опция компилятора /4R8 или директива $REAL:8, то возвращаемый функцией результат имеет тип
REAL(8).
6.5. Элементные функции преобразования типов данных
В выражениях Фортрана можно использовать операнды разных типов. При вычислениях типы данных будут преобразовываться в соответствии с рангом типов операндов. Однако часто требуется явное преобразование типов, например чтобы избежать целочисленного деления или правильно обратиться к функции. Для подобных целей используются функции преобразования типов данных. Например:
integer :: a = 2, b = 3 |
|
print *, sin(float(a + b)) |
! -9.589243E-01 |
AIMAG(z) - возвращает мнимую часть комплексного аргумента z. Результат имеет вещественный тип с параметром разновидности, таким же, как и у z.
INT(a [, kind]) - преобразовывает параметр a в целый тип с параметром разновидности kind путем отсечения значения a в сторону нуля. Тип параметра a - целый, вещественный или комплексный. Если параметр a комплексного типа, то действительная часть преобразовывается в целый тип путем отсечения в сторону нуля. Если параметр kind отсутствует, то результат имеет стандартный целый тип. Тип kind - INTEGER.
Аналогичные преобразования, но с фиксированным типом результата выполняются следующими функциями:
Функция |
Типы параметра |
Тип результата |
|
|
|
INT1(a) |
Целый, вещественный или комплексный |
INTEGER(1) |
|
|
|
174
|
|
|
|
|
|
6. Встроенные процедуры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
INT2(a) |
" |
" |
" |
" |
INTEGER(2) |
|
|
INT4(a) |
Целый, вещественный или комплексный |
INTEGER(4) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HFIX(a) |
" |
" |
" |
" |
INTEGER(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
JFIX(a) |
" |
" |
" |
" |
INTEGER(4) |
|
IZEXT(a), JZEXT(a) и ZEXT(a) - преобразовывают логические и целые значения в целый тип с большим значением параметра разновидности. Преобразование выполняется путем добавления нулей в свежие биты результата:
Функции |
Типы параметра |
Тип результата |
IZEXT(a) |
LOGICAL(1), LOGICAL(2), |
INTEGER(2) |
|
BYTE, INTEGER(1), INTEGER(2) |
|
JZEXT(a) |
LOGICAL(1), LOGICAL(2), LOGICAL(4), |
INTEGER(4) |
и ZEXT(a) |
BYTE, INTEGER(1), INTEGER(2), INTEGER(4) |
|
REAL(a [, kind]) - преобразовывает параметр a в вещественный тип с параметром разновидности kind. Тип параметра a - целый, вещественный или комплексный. Если параметр kind отсутствует, то результат имеет стандартный вещественный тип. Если параметр a комплексного типа, то результат вещественный с параметром разновидности типа kind, если kind задан, и с тем же параметром разновидности типа, что и a, если kind опущен.
DBLE(a) и DFLOAT(a) - преобразовывают целый, вещественный или комплексный параметр a в вещественный тип REAL(8).
CMPLX(x [, y] [, kind]) - преобразовывает целые, вещественные или комплексные параметры в комплексный тип с параметром разновидности kind. Если параметр kind опущен, то результат COMPLEX(4). Если y задан, то x - вещественная часть комплексного результата. Параметр y не может быть задан, если x комплексного типа. Если y задан, то он является мнимой частью комплексного результата. Если x и y являются массивами, то они должны быть согласованными.
Пример:
complex z1, z2 |
|
||
complex(8) z3 |
! Возвращает 3.0 + 0.0i |
||
z1 |
= cmplx(3) |
||
z2 |
= cmplx(3, |
4) |
! Возвращает 3.0 + 4.0i |
z3 |
= cmplx(3, |
4, 8) |
! Возвращает число типа COMPLEX(8) 3.0d0 + 4.0d0i |
DCMPLX(x [, y]) - выполняет те же преобразования, что и функция CMPLX, но тип результата всегда COMPLEX(8). Тип параметров x и y - целый, вещественный или комплексный.
175