Fortran基础编程（5）——Subroutine正确食用方法

今天木木给大家带来一期有关Fortran中Subroutine的基础讲解，其实Fortran还有一个可以封装计算模块的语句——Function，但是在子程序开发中用的都是各种Subroutine，所以本期内容将为大家尽可能主要详细阐述Subroutine的各种小细节，希望在子程序二次开发过程中能够在一定程度上帮助到大家。

写程序时，可以把某一段常常被使用、具有特定功能的程序代码独立出来，封装成子程序，以后只要经过调用Call命令就可以执行这一段程序代码。

注：

1. 子程序的程序代码以Subroutine开头，以End或End Subroutine结束;
2. 子程序最后一个命令通常是Return，表示程序要返回原来调用它的地方来继续执行程序，若将之写为Stop，则表示子程序执行完后，整个程序就会跟着全部结束，Return命令可以省略，子程序执行完它所有的程序代码后会自动Return;
3. 子程序之间可以相互调用，但是在Fortran77中不允许自己调用自己，也就是递归，我不晓得Umat或者Uel中是否可以使用，没试过，感兴趣的童鞋可以试一试;
4. 子程序独立地拥有属于自己的变量声明，即不同子程序声明的变量彼此是没有关系的。同样，子程序也拥有自己的行代码;
5. 子程序Subroutine中的形参包括了输入参数和输出参数，外部函数Function的形参只有输入参数。

接下来以徐老的二分法程序为例，来进一步解读Fortran-Subroutine.

“  

《Fortran常用算法程序集》——徐士良

例

求方程

在区间[-2,5]的全部单实根，取步长H=0.2，误差EPS=10^-6，N=6

子程序语句

SUBROUTINE DDHRT(A,B,H,EPS,X,N,M,F)

形参说明

1. A,B: 均为实型变量，输入参数，求根区间的左端点与右端点；
2. H: 实型变量，输入参数，搜索的步长；
3. EPS：实型变量，输入参数，控制精度要求；
4. X：实型一维数组，长度为N，输出参数，前M个返回所有的实根；
5. N: 整型变量，输入参数，在区间[A,B]内实根个数的预估值；
6. M：整型变量，输出参数，返回在区间[A,B]内方程实根的个数，如果返回的M=N，则有可能在区间[A,B]内的实根未搜索完；
7. F：实型函数子程序名，输入参数，用于计算方程左端的函数值，在主程序中必须要用外部语句对应的实参进行说明，并要说明其类型，该子程序由用户自编，其语句为：FUNCTION F(x)其中：X为实型的自变量名，实型函数名返回函数值。

程序代码区

SUBROUTINE DDHRT(A,B,H,EPS,X,N,M,F)
DIMENSION X(N)
M=0
Z=A
Y=F(Z)
10IF ((Z.GT.B+H/2.0).OR.(M.EQ.N)) RETURN
IF (ABS(Y).LT.EPS) THEN
  M=M+1
  X(M)=Z
  Z=Z+H/2.0
  Y=F(Z)
  GOTO 10
END IF
Z1=Z+H
Y1=F(Z1)
IF (ABS(Y1).LT.EPS) THEN
  M=M+1
  X(M)=Z1
  Z=Z1+H/2.0
  Y=F(Z)
  GOTO 10
END IF
IF (Y*Y1.GT.0.0) THEN
  Y=Y1
  Z=Z1
  GOTO 10
END IF
20IF (ABS(Z1-Z).LT.EPS) THEN
  M=M+1
  X(M)=(Z1+Z)/2.0
  Z=Z1+H/2.0
  Y=F(Z)
  GOTO 10
END IF
Z0=(Z1+Z)/2.0
Y0=F(Z0)
IF (ABS(Y0).LT.EPS) THEN
  M=M+1
  X(M)=Z0
  Z=Z0+H/2.0
  Y=F(Z)
  GOTO 10
END IF
IF (Y*Y0.LT.0.0) THEN
  Z1=Z0
  Y1=Y0
ELSE
  Z=Z0
  Y=Y0
END IF
GOTO 20
END

DIMENSION X(6)
EXTERNAL F
CALL DDHRT(-2.0,5.0,0.2,1.0E-06,X,6,M,F)
WRITE(*,10) M
10FORMAT(1X,'M=',I2)
DO 20 I=1,M
20WRITE(*,30) I,X(I)
30FORMAT(1X,'X(',I2,')=',E15.6)
END

FUNCTION F(X)
F=(((((X-5)*X+3)*X+1)*X-7)*X+7)*X-20.0
RETURN
END

结果如下：

 M= 2
 X( 1)=  -0.140246E+01
 X( 2)=   0.433376E+01

注：EXTERNAL的作用的引进外部函数的意思，属于固定格式的专用语法。

今日份分享就到此为止啦，我们下期再见啦~

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