Fortran笔记，Module

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本文详细介绍了Fortran95中的Module特性，包括变量、自定义类型和函数的声明与使用。Module用于封装程序模块，提供全局变量的两种实现方式，并强调了变量的生存周期管理。此外，讲解了如何定义和使用自定义类型，以及Module中包含的函数。Public和Private关键字用于控制访问权限，Use命令则用于在不同程序单元间共享Module资源。通过具体示例，展示了Module在实际编程中的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

参考：彭国伦：《Fortan 95程序设计》，2002年。第8章，第11章

结构

Module中的变量
Module中的自定义类型
Module中的函数
Public, Private
Use

使用场景：Module可以用来封装程序模块，通常用来把程序中，具备相关功能的函数及变量封装在一起（在Fortran 90中新加入的）

基本语法：

module module_name
 implicit none

! declaration of variables
... ...

end module [module_name]

1. Module中的变量

按之前的介绍，全局变量用COMMON实现。详见：http://t.csdn.cn/AsrUe

通过Module也可实现全局变量，

方法一：使用COMMON

方法二：在Module中定义的变量通过SAVE属性修饰

module global
    implicit none
    ! 全局变量的方式1：commmon修饰
    integer :: global_a
    common global_a
    ! 全局变量的方式2：save属性
    integer,save :: global_b
    ! ？全局变量（使用ivf编译器），其他编译器可能为局部变量
    integer :: global_c
end module global

program module_variable
	use global
	implicit none

	! Variables
	
	! Body of Program
	! global_x are variable in module global
    write(*, *) global_a, global_b, global_c
    call module_f()
    write(*, *) global_a, global_b, global_c
	
	stop
end program module_variable
	
subroutine module_f()
    use global
    implicit none
	
	global_a = 111
	global_b = 222
	global_c = 333
end subroutine module_f

输出结果为：

           0           0           0
         111         222         333

尽管不同的编译器对于没有save修饰的module中的变量是否为全局变量处理方式可能不尽相同，但是，这里提醒我们要注意module中的变量生存周期。

上例还包含了使用Module的若干规则：

需要使用这些变量的函数时（在program或这某个module中）只要USE这个Module即可；
Module的代码需要需要编写在USE Module之前。

2. Module中的自定义类型

若试图在不同的函数中使用自定义类型（TYPE），应当试图让这些函数“明白”该自定义类型。一个常用的方法是将自定义类型封装在某个Module中，在需要使用的地方USE这个Module。

示例：

module module_pupil
    implicit none
    type :: pupil
        integer :: age
        real :: height
        character :: gender
    end type
end module module_pupil


program module_type
    use module_pupil
    implicit none

    type(pupil) :: pup_one

    pup_one = pupil(8, 130.0, 'B')

    call show_pup( pup_one )
end program module_type

subroutine show_pup(pup)
    ! 使用module_pupil，让函数知道type(pupil)
	use module_pupil
	implicit none
	type(pupil) :: pup
	write(*, *) pup
end subroutine

输出结果为：

           8   130.0000     B

3. Module中的函数

语法：

在关键词contains之后添加函数

module module_name
    ... ...
    ! 声明相关变量，自定义类型
    ... ...

contains
 subroutine sub_name
    ... ...
    ... ...
 end subroutine sub_name
 
 function func_name
    ... ...
    ... ...
 end function func_name

end module

同一个Module中，函数可以直接使用所声明的变量（注意，变量声明在前，contains之后才是函数的定义；module中不允许对变量进行赋值的操作！！！）

Visual Fortran提供一些扩充函数库就用这个方法来归类：
数值函数库，IMSL，存放在module IMSL中；
3D绘图库，OpenGL，存放在module OpenGL中。

使用前须 use IMSL, use OpenGL

4. Public, Private

Module里面的变量和函数，可以通过Public或Private来区分成公开或私有。

公开，就是任何Use这个Module的地方都可访问（默认的）。

私有，就是相关变量和函数仅限于该Module内部使用。

一些使用问题放在重载，继承的部分介绍。。。

5. Use

编写好Module之后，要使用Use命令才能让Module外的函数使用Module里面的东西。

为了避免变量或函数名称重复，Use命令后面，可以临时把Module里面的变量或函数名称改名。

语法：

module mod_a
    implicit none
    integer va

contains
    function fa(...)
        ...
    end function
end module mod_a

program rename
    use mod_a, aa=>va, ba=>fa
    implicit none
    ...
end program rename

如果不需要使用Module中的所有公开的变量、函数，可以通过Only命令来选择只使用部分。这样可以避免重名的问题。

语法：

module mod_a
    implicit none
    integer va

contains
    function fa(...)
        ...
    end function
end module mod_a

program rename
    use mod_a, only: fa
    ! only后也可重命名
    ! use mod_a, only: ba=>fa 
    implicit none
    ...
end program rename