Fortran 语言 函数式编程技巧

Fortran阿木 发布于 2025-06-20 13 次阅读


摘要:

Fortran是一种历史悠久的高级编程语言,广泛应用于科学计算和工程领域。尽管Fortran以过程式编程为主,但其中也蕴含了许多函数式编程的技巧。本文将围绕Fortran语言中的函数式编程技巧展开讨论,包括高阶函数、闭包、递归等概念,并给出相应的代码示例。

一、

Fortran语言自1954年诞生以来,已经经历了多个版本的发展。虽然现代Fortran在语法和功能上有了很大的扩展,但它的核心仍然是过程式编程。在Fortran中,我们仍然可以运用一些函数式编程的技巧来提高代码的可读性和可维护性。

二、高阶函数

高阶函数是函数式编程中的一个重要概念,它指的是可以接受函数作为参数或将函数作为返回值的函数。在Fortran中,我们可以通过定义子程序来实现高阶函数。

fortran

! 定义一个高阶函数,接受一个函数作为参数


subroutine apply_function(f, x)


interface


function func(y)


real :: y


end function func


end interface


real, intent(in) :: x


real :: func


! 调用传入的函数


func = f(x)


end subroutine apply_function

! 定义一个简单的函数


function square(y)


real :: y


square = y y


end function square

! 主程序


program main


real :: result


! 调用高阶函数


call apply_function(square, 5.0)


result = square(5.0)


print , 'Result:', result


end program main


三、闭包

闭包是函数式编程中的另一个重要概念,它指的是一个函数可以访问并操作其定义作用域之外的数据。在Fortran中,我们可以通过模块来实现闭包。

fortran

module closure_example


implicit none


private


integer :: counter = 0

public :: increment, get_counter

contains


! 定义一个闭包函数


function increment()


integer :: increment


increment = counter + 1


counter = counter + 1


end function increment

! 定义一个获取计数器的函数


function get_counter()


integer :: get_counter


get_counter = counter


end function get_counter


end module closure_example

! 主程序


program main


use closure_example


implicit none


integer :: i

do i = 1, 5


print , 'Counter:', get_counter()


end do


end program main


四、递归

递归是函数式编程中的一种常见技巧,它指的是函数直接或间接地调用自身。在Fortran中,递归可以通过子程序实现。

fortran

! 定义一个递归函数,计算阶乘


recursive function factorial(n) result(fact)


integer, intent(in) :: n


integer :: fact


if (n <= 1) then


fact = 1


else


fact = n factorial(n - 1)


end if


end function factorial

! 主程序


program main


implicit none


integer :: result

result = factorial(5)


print , 'Factorial of 5:', result


end program main


五、总结

Fortran语言虽然以过程式编程为主,但其中也包含了许多函数式编程的技巧。通过运用高阶函数、闭包和递归等概念,我们可以编写出更加简洁、可读和可维护的代码。在科学计算和工程领域,这些技巧可以帮助我们更好地利用Fortran语言的优势。

本文通过代码示例展示了Fortran语言中的函数式编程技巧,希望对读者有所启发。在实际应用中,我们可以根据具体需求选择合适的函数式编程技巧,以提高代码的质量和效率。