Fortran 语言 外部属性说明

Fortran阿木 发布于 2025-06-20 7 次阅读


摘要:

Fortran(Formula Translation)是一种历史悠久的编程语言,广泛应用于科学计算和工程领域。在Fortran编程中,外部属性是描述变量、子程序等在程序外部可见性的重要机制。本文将围绕Fortran语言的外部属性说明,探讨其概念、作用以及代码编辑模型实现,旨在为Fortran程序员提供理论指导和实践参考。

一、

Fortran语言的外部属性是程序设计中的一个重要概念,它决定了变量、子程序等在程序中的可见性和作用域。正确理解和运用外部属性,有助于提高代码的可读性、可维护性和可重用性。本文将从以下几个方面展开讨论:

1. 外部属性的概念与作用

2. Fortran语言中的外部属性

3. 代码编辑模型与外部属性实现

二、外部属性的概念与作用

1. 概念

外部属性是指程序中变量、子程序等在程序外部可见性的属性。在Fortran中,外部属性通过关键字来定义,如`PUBLIC`、`PRIVATE`、`EXTRINSIC`等。

2. 作用

(1)提高代码可读性:通过外部属性,程序员可以清晰地了解变量、子程序等在程序中的可见性和作用域,从而提高代码的可读性。

(2)增强代码可维护性:外部属性有助于减少代码冗余,降低维护难度。

(3)提高代码可重用性:通过合理设置外部属性,可以方便地将变量、子程序等在其他程序中重用。

三、Fortran语言中的外部属性

1. `PUBLIC`关键字

`PUBLIC`关键字用于声明变量、子程序等在程序外部可见。以下是一个使用`PUBLIC`关键字的示例:

fortran

PROGRAM example


IMPLICIT NONE


PUBLIC :: my_function

CONTAINS

FUNCTION my_function(x)


REAL :: x, my_function


my_function = x x


END FUNCTION my_function

END PROGRAM example


在上面的示例中,`my_function`函数被声明为`PUBLIC`,因此可以在程序外部调用。

2. `PRIVATE`关键字

`PRIVATE`关键字用于声明变量、子程序等在程序内部可见。以下是一个使用`PRIVATE`关键字的示例:

fortran

PROGRAM example


IMPLICIT NONE


PRIVATE :: my_variable

INTEGER :: my_variable

CONTAINS

SUBROUTINE update_variable()


my_variable = 10


END SUBROUTINE update_variable

END PROGRAM example


在上面的示例中,`my_variable`变量被声明为`PRIVATE`,因此只能在程序内部访问。

3. `EXTRINSIC`关键字

`EXTRINSIC`关键字用于声明变量、子程序等在程序外部可见,但不是由Fortran语言本身提供的。以下是一个使用`EXTRINSIC`关键字的示例:

fortran

PROGRAM example


IMPLICIT NONE


EXTRINSIC :: sqrt

REAL :: x, result


x = 4.0


result = sqrt(x)

END PROGRAM example


在上面的示例中,`sqrt`函数被声明为`EXTRINSIC`,表示它是由其他语言或库提供的。

四、代码编辑模型与外部属性实现

1. 代码编辑模型

代码编辑模型是指程序员在编写、修改和调试代码时所遵循的方法和规则。以下是一些常见的代码编辑模型:

(1)模块化编程:将程序划分为多个模块,每个模块负责特定的功能。

(2)面向对象编程:将程序划分为多个类,每个类封装了数据和行为。

(3)函数式编程:将程序划分为多个函数,每个函数执行特定的任务。

2. 外部属性实现

在代码编辑模型中,外部属性可以通过以下方式实现:

(1)在模块声明中设置外部属性:在Fortran模块中,可以使用`MODULE`语句来声明外部属性。

fortran

MODULE my_module


IMPLICIT NONE


PUBLIC :: my_variable, my_subroutine


PRIVATE :: my_private_variable

INTEGER :: my_variable


INTEGER :: my_private_variable

CONTAINS

SUBROUTINE my_subroutine()


! ...


END SUBROUTINE my_subroutine

END MODULE my_module


(2)在程序中设置外部属性:在Fortran程序中,可以使用`PROGRAM`语句来声明外部属性。

fortran

PROGRAM example


IMPLICIT NONE


PUBLIC :: my_function

CONTAINS

FUNCTION my_function(x)


REAL :: x, my_function


my_function = x x


END FUNCTION my_function

END PROGRAM example


五、总结

本文围绕Fortran语言的外部属性说明,从概念、作用、语言实现以及代码编辑模型等方面进行了探讨。通过合理运用外部属性,可以提高代码的可读性、可维护性和可重用性。在实际编程过程中,程序员应根据项目需求和代码结构,灵活运用外部属性,以提高编程效率和质量。

参考文献:

[1] Fortran 90/95标准[EB/OL]. https://www.fortran.com/fortran-standard/, 2021-01-01.

[2] Fortran 2003标准[EB/OL]. https://www.fortran.com/fortran-standard/, 2021-01-01.

[3] Fortran 2018标准[EB/OL]. https://www.fortran.com/fortran-standard/, 2021-01-01.