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1、2023/7/6,1,第六讲 Fortran中的子程序,实际中的程序由若干个程序单元组成，但是有且只有一个主程序（Program main），其它的都是子程序。子程序是构造大型实用程序的有效工具，设计程序要善于利用子程序，因此，本讲学习Fortran中的子程序：函数子程序和子例行程序。此外，在Fortran中还有一种类似与函数子程序的语句函数。,1 语句函数,就是用一条语句定义一个函数，比如：,就可以用Fortran的一条语句写出来：,（1）语句函数名：其取名及数据类型与变量相同。,2023/7/6,2,一、语句函数的格式,其中：f 称为函数名，x1、x2、xn称为虚参，e是关于虚参的一个有效
2、表达式。,又比如：Double precision FF FF(x,y)=x*2+y*2定义了一个双精度型函数FF注意在同一程序单元中，语句函数名不能与某个变量同名。,比如：F(x,y)=x*2+y*y定义了一个实型函数FNF(x,y)=x*2+y*y则定义了一个整型函数NF,（3）语句函数表达式给出函数与参数之间的对应关系，可由虚参（必须包含所有的虚参）、常量、变量、数组、Fortran的内部函数及在其前面说明了的语句函数。,2023/7/6,3,（2）语句函数的虚参-即语句函数的自变量,1、称其为“虚参”是因为其本身是没有值的，只有在函数被调用时才用实际意义（叫实参）代替；2、可以按照普通
3、变量对待虚参，但是一个语句函数中虚参不能同名，但不同语句函数中虚参可以同名，虚参也可以和程序中的变量同名；3、虚参的类型说明与变量的类型说明方法与规则相同，而且对与虚参同名变量同时有效；4、当存在多个虚参时，之间用“,”分隔，如果没有虚参则函数名后的括号是不能省略的。,2023/7/6,4,1、只有当函数关系简单到，可以用一条语句描述函数与参数的对应关系时，才能使用语句函数；,2、语句函数是非执行语句，要放在一个程序单元的所有其它说明语句之后，并放在所有可执行语句之前；,3、语句函数只有在本程序单元中才有意义，即不能使用其它程序单元中的语句函数；,此外，还需注意的是：,4、语句函数中的虚参必须
4、是变量，不能是常量、数组元素和内部函数等；,5、语句函数是有类型的，因此语句函数表达式的类型一定要与其函数名同类型。,2023/7/6,5,需要注意下面2个问题：1、调用时可以使用常量、变量、内部函数及其表达式作为实参代替对应的虚参位置，但要保证实参和虚参具有完全相同的类型，并且实参是可以计算值的（即调用前实参中包含的变量全部已经赋值）；2、实参和虚参个数相同。比如：,integer x,ff(x)=5*x*3-2*x*2+7*x+6print*,f(-1),f(0),f(1)End运行结果为：8 6 16,2023/7/6,6,一、函数子程序的定义,2023/7/6,7,其中，类型说明用于说
5、明函数名的类型；函数名的命名方法与变量名相同；虚参可以是简单变量和数组变量，但不能是常数、数组元素、表达式。,比如：求,function sm(m,n,l)sm=0do i=m,n if(l0)then sm=sm+i*l else sm=sm+(1.0*i)*l end ifend doendprogram mainwrite(*,*)s1=,sm(1,100,2)write(*,*)s2=,sm(100,140,3)write(*,*)s3=,sm(20,50,-1)end,程序的运行结果为：S1=338350.000000S2=7.291440E+07S3=9.514656E-01,20
6、23/7/6,8,程序说明：1、整个程序由主程序和1个函数子程序组成，二者的位置不分先后，因为程序执行时总是从主程序开始的；2、函数子程序Function SM(m,n,l)中，缺省类型说明时，则函数SM及其虚参标量m、n、l的类型遵守IN规则；3、主程序中的第24语句都要输出SM的值，其调用了函数子程序SM。,2023/7/6,9,2、函数不能有同名虚参。而虚参的类型可以在函数体中说明，没有说明则服从I-N规则；3、在函数体中至少要有一个语句给函数名赋值，这种赋值语句的格式为：函数名表达式切莫在函数名后加入括号，错误地写成：函数名（虚参）表达式。,二、函数子程序的调用,定义函数子程序的目的是
7、为了调用，在Fortran中不仅主程序可以调用函数子程序，而且函数子程序也可调用其它的函数子程序，甚至调用本身（叫递归调用）。常把调用程序叫主调程序单元，而被调用的函数子程序叫被调程序单元。,调用函数子程序的方法与调用内部函数及语句函数基本相同：（1）调用时应该用实参（可以是常量、变量、表达式等）代替函数子程序中的虚参，实参和虚参的类型要相同；,2023/7/6,10,（2）调用程序单元中的变量不能与函数子程序同名。函数值的类型由函数定义程序单元决定，与调用程序单元无关；,（3）当函数名的类型不满足I-N规则时，在调用程序单元中要对函数名的类型给出说明；,（4）不能调用一个没有定义的函数子程序
8、，这一点与内部函数是不同的。,分析：（1）函数子程序susu(n)负责判断n是否为素数，定义为：,2023/7/6,11,（2）主程序调用susu(n)，并把素数n输出，以及对素数求和并输出。,！函数子程序function susu(n)integer susususu=0do i=2,n-1 if(mod(n,i)=0)returnend dosusu=1end,！主程序program maininteger susus=0do i=50,100 if(susu(i)=1)then s=s+i write(*,*)i end if end dowrite(*,*)s=,send,2023/7
9、/6,13,注意：（1）子例行程序的命名方法与变量相同。虚参由变量、数组名（不能是数组元素，常数、表达式）充当，当有多个虚参时，之间用“,”分隔，没有虚参时子例行程序名后面的一对括号可以省略；（2）子例行程序的设计方法与函数子程序相同，但不能有对子例行程序名的赋值语句（因为其名字没有值）。,（1）其实参的类型与函数子程序相同，但和函数子程序调用不同的是，子例行程序的调用是一个独立的语句；（2）子例行程序调用的其它事项与函数子程序的调用相同。,2023/7/6,14,（3）子例行程序与调用它的主程序的位置先后顺序也是无关紧要的，因为程序总是先执行主程序；（4）子例行程序和函数子程序在使用上可以相
10、互代替，但是要求子程序有返回值时，宜使用函数子程序；而子程序没有返回值时，最好用子例行程序。,三、子例行程序的例子,问题2：把素数依次从低位去掉1位，2为，所得的各数仍都是素数的数叫超级素数，比如239.试求100,9999内，超级素数的个数、所有超级素数之和、最大的超级素数。【要求用函数子程序】,问题1：用Newtow迭代法求 的一个根。【要求用语句函数】,问题3：亲密数对定义为：正整数AB，但A不含本身的所有因子之和等于B，而B不含自身的所有因子之和等于A，求3000以内所有的亲密数对。【要求用子例行程序】,2023/7/6,15,program newtonf(x)=7*x*4+6*x*
11、3-5*x*2+4*x+3df(x)=28*x*3+18*x*2-10*x+4read*,x0,e!x0=-1.0,e=0.0001x1=x0 x2=x1-f(x1)/df(x1)do while(abs(x1-x2)e)x1=x2 x2=x1-f(x1)/df(x1)end doprint*,x1,f(x1)end,2023/7/6,16,！函数子程序logical function su(n)su=.false.i=2m=sqrt(n*1.0)do while(mod(n,i)/=0.and.im.and.n1)su=.true.end,！主程序logical suinteger:num=
12、0,sum=0,maxdo n=100,9999 if(n999)then if(su(n).and.su(n/10).and.su(n/100).and.&su(n/1000)then num=num+1 sum=sum+n max=n end if else if(su(n).and.su(n/10).and.su(n/100)then num=num+1 sum=sum+n max=n end if end ifend doprint*,超级素数的个数：,numprint*,所有超级素数之和：,sumprint*,最大的超级素数：,maxend,运行结果：30755487393,2023/7/6,17,subroutine fsum(l,m)m=1do n=2,l/2 if(mod(l,n).eq.0)then m=m+n end ifend doend,do i=2,3000 call fsum(i,j)call fsum(j,k)if(i.eq.k).and.(i.ne.j)then print*,i,j end ifend doend,2023/7/6,18,
