FORTRAN:数据多态

Question

我试图隐藏真实数据类型和复杂数据类型之间的区别。在FORTRAN 2003中，我认为有办法做到这一点。

目标是定义一个多态可分配数组，它的类型可以在运行时决定。此外，还有一个子例程，它使用多态数组来做一些代数(同样的方程适用于实数据和复杂数据)。

为了做到这一点，我做了两次尝试：

办法A：

module poly
    implicit none
    private
    type, abstract, public :: MyType
    contains
        procedure, public :: Constructor
    endtype MyType

    type, extends(MyType), public :: MyTypeR
        real(8), allocatable :: AllData(:)
    endtype MyTypeR

    type, extends(MyType), public :: MyTypeI
        complex(8), allocatable :: AllData(:)
    endtype MyTypeI

    contains

    subroutine Constructor(this, Nsize)
        class(MyType), intent(inout) :: this
        integer, intent(in) :: Nsize
        select type(this)
        type is(MyTypeR)
            allocate(this%AllData(Nsize))        
        type is(MyTypeI)
            allocate(this%AllData(Nsize))  
        endselect
    endsubroutine
endmodule poly

! Algebra subroutine
module Operation
    contains
    subroutine Square(Array)
        class(*), intent(inout) :: Array(:)
        select type(Array)
        class is(real(8))
            Array = Array**2
        class is(complex(8))
            Array = Array**2
        endselect
    endsubroutine Square
endmodule Operation

! Main
program test
    use poly
    use Operation
    class(MyType), allocatable :: t1, t2
    integer :: i
    logical :: IfComplex = .true.

    if(IfComplex) then
        allocate(MyTypeI::t1)
    else
        allocate(MyTypeR::t1)
    endif
    call t1%Constructor(4)
    call Square(t1%AllData)
endprogram test

方法B(无限多态可分配变量)：

module poly
    implicit none
    private
    type, public :: MyType
        class(*), allocatable :: AllData(:)
    contains
        procedure, public :: Constructor
    endtype MyType

    contains

    subroutine Constructor(this, Nsize, IfComplex)
        class(MyType), intent(inout) :: this
        integer, intent(in) :: Nsize
        logical, intent(in) :: IfComplex
        if(IfComplex) then
            allocate(complex(8)::this%AllData(Nsize))        
        else
            allocate(real(8)::this%AllData(Nsize))  
        endif
    endsubroutine
endmodule poly

! Same algebra subroutine
! Main
program test
    use poly
    use Operation
    type(MyType) :: t1, t2
    integer :: i
    call t1%Constructor(4, .true.)
    call Square(t1%AllData)
endprogram test

那么，在这两种方法中，我的代数子例程都有问题:在内部赋值语句中，变量不应该是多态的。如有任何建议，将不胜感激。

Answer 1

有几个问题。

在当前的Fortran中，不能扩展内部类型--内部类型不能出现在派生类型定义中的扩展说明符中。

因此，在Fortran 2008中，语言禁止假装内部类型可以是select类型构造中的祖先类型。这种禁止隐含在类型保护语句的语法规则中(类型是.类是，以此类推-类是类型保护的形式-stmt明确限制在派生类型规范(不包括内部类型名称的使用)，这意味着符合Fortran 2008编译器应该为您的语法发出错误消息。

(这个限制在Fortran 2003中并不存在，但它是在后来的Fortran 2003更正中添加的--也许您的Fortran 2003编译器供应商还没有准备好实现它。)

在Fortran 2003中，当变量被分配给(等于的左手边的东西)多态时，不允许内部赋值。为多态变量赋值的能力是Fortran 2008中添加到语言中的一个特性。

以上两种问题的解决方案都是使Square子例程类型中的类型保护语句是“是”而不是“类”。

除了眼前的问题(以下内容更主观，取决于您最终计划做什么)：

• 在第一个示例中，更典型的安排是有两个独立的非类型绑定构造函数过程，一个用于MyTypeR，另一个用于MyTypeI。然后，代数操作将是MyType父级的延迟绑定，然后扩展将适当地实现该绑定。
• 在第二个示例中，MyType并没有真正执行一个有用的角色--您最好直接使用可分配的无限多态对象。