我不理解Fortran95代码中函数的输出

Question

我刚开始使用fotran95；我得到了一个代码，并且正在研究它；我遇到了一个调用函数的子例程，但是我不知道输出是什么：

下面是子程序

SUBROUTINE collisione(vga, ga, vgb, gb)

IMPLICIT NONE
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3), INTENT(INOUT) :: ga, gb    
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3), INTENT(INOUT) :: vga, vgb  

DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3)   :: r, ra, rb, r_r

ra = pos_ini(ga)
rb = pos_ini(gb)


END SUBROUTINE

以下是功能：

FUNCTION pos_ini(g)

IMPLICIT NONE
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3) :: pos_ini
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3), INTENT(IN) :: g

DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3) :: es, eg, es_p
DOUBLE PRECISION :: rnd, b, kos, ang 

CALL RANDOM_NUMBER(rnd)
b = 1.D0 - 2.D0*rnd 
kos = SQRT(1.D0 - b*b)
CALL RANDOM_NUMBER(rnd)
ang = pi2 * rnd

es(1) = kos * COS(ang)
es(2) = kos * SIN(ang)
es(3) = b

eg = g / SQRT(DOT_PRODUCT(g,g))

es_p = es - DOT_PRODUCT(es,eg) * eg

pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p)) ! IS THIS THE OUTPUT THAT GIVES THE VALUE OF ra and rb???????

END FUNCTION

(请阅读评论)。因此，我的问题来了:在子程序中，我看到变量ra和rb是在使用函数pos_ini之后定义的，其中输入是向量ga或gb。但是，在函数pos_ini中，我不知道输出是什么；它是pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))吗？如果是的话，为什么？为什么在函数pos_ini中没有意图呢？

Answer 1

在Fortran中，返回的函数值连接到可选result子句中的函数名或变量。因此，函数值将是函数末尾的pos_ini值。

在您的例子中，它是espression d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))。

这包括在任何Fortran教程中。

Answer 2

所以这条线

FUNCTION pos_ini(g)

开始定义一个名为pos_ini的函数。而这条线

DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3) :: pos_ini

告诉我们(和编译器) pos_ini将返回一个包含3个元素的双精度数组。除非另有编码(使用result子句)，否则Fortran函数将声明一个与函数同名的结果变量(自动或如此处所示，通过显式编写代码)。还有这条线

pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))

它为pos_ini定义了一个值，定义了函数调用将返回的内容。没有必要(编译器将捕捉到)声明返回变量为intent(out)，这将是一个错误。

对于返回固有类型的标量值的函数，函数的类型(或者返回变量的类型)的声明(如果您想这样想的话)，您可以按照

DOUBLE PRECISION FUNCTION pos_ini(g)

但是，由于您的函数返回一个数组，所以您必须像以前那样编写代码，显式地声明返回变量。

Answer 3

pos_ini是一个双精度函数，返回一个由三个元素组成的数组。我假设它是在模块中声明的(因为没有对pi2和d的声明)，但这在这里并不重要。

在Fortran中，返回值是通过赋值给函数名(或RESULT子句中的名称(此处不适用)设置的)。这是用行完成的

pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))

这让你很困惑。

在这种情况下，这是一个数组分配。在Fortran中，可以从标量或其他数组、数组算法(按元素进行)和标量与数组之间的混合算法对数组进行赋值。

因为缺乏定义，我不能说它是什么。它作为一个范围为3的数组或作为标量都是有效的。es_p是一个与pos_ini具有相同范围的数组，所以这是可以的。DOT_PRODUCT应该是不言自明的；它是一个sclar，和SQRT一样。

我建议你读本文介绍Fortran 95特性。