指向派生类型子例程的 Fortran 过程指针

Question

在 Fortran 中，我需要一个派生类型中的过程指针，它可以指向几个子例程之一。这个问题似乎在 SO 上很常见:

Fortran save procedure as property in derived type

Type bound procedure overloading in Fortran 2003

There is no matching specific subroutine for this type bound generic subroutine call

Generic type-bound procedures with procedure arguments

Type bound procedure as arguments

仅举几例。第一个引用资料很好地提供了这个函数问题的答案。

但是，在类型绑定(bind)过程指针指向子例程的情况下，我仍然不清楚开发此类代码的方法。困难似乎是没有与返回的内容相关联的类型(因为没有真正“返回”)。

我还想指出一个细微的差别，尽管在较新的 fortran 标准(2003,2008)中可能存在一个简单的解决方案，但该解决方案可能不适用于所有编译器，这在 future 可能会出现问题。所以我对编译器友好的解决方案很感兴趣。

我有一个当前有效的小代码(如下所示)，但在我的大代码中，我在派生类型中使用过程指针的文件中出现内部编译器错误(如下所示)。我的问题是:我可以对下面的代码做些什么来

1) 严格使用显式接口(interface)

2) 最大化传递给编译器的信息

3) 确保代码在尽可能多的编译器之间可移植(即使用 fortran 90/95 标准)。

以上可以满足到什么程度(1最重要)？是否有可能满足以上所有这些标准？我知道“满足所有这些标准”是主观的，但我认为对于关于函数而不是子例程的同一个问题，答案是"is"。

 gcc version 5.1.0 (i686-posix-dwarf-rev0, Built by MinGW-W64 project)

小代码:

  module subs_mod
  implicit none
  public :: add,mult
  contains
  subroutine add(x,y,z)
    implicit none
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y+z
  end subroutine
  subroutine mult(x,y,z)
    implicit none
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y*z
  end subroutine
  end module

  module type_A_mod
  use subs_mod
  implicit none
  public :: type_A,init,operate
  type type_A
    procedure(),pointer,nopass :: op
  end type
  contains
  subroutine init(A,op)
    implicit none
    external :: op
    type(type_A),intent(inout) :: A
    A%op => op
  end subroutine
  subroutine operate(A,x,y,z)
    implicit none
    type(type_A),intent(in) :: A
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    call A%op(x,y,z)
  end subroutine
  end module

  program test
  use type_A_mod
  use subs_mod
  implicit none
  type(type_A) :: A
  integer :: x
  call init(A,mult)
  call operate(A,x,3,5)
  write(*,*) 'x = ',x
  end program

大代码中的编译器错误:

    f951.exe: internal compiler error: Segmentation fault
    libbacktrace could not find executable to open
    Please submit a full bug report,
    with preprocessed source if appropriate.
    See <http://sourceforge.net/projects/mingw-w64> for instructions.

更新

这是一个小的修改，可以为编译器提供更多信息，但我没有在大代码上尝试过。但是，这似乎是任意的，我不知道它是否有帮助。

  ...
  function add(x,y,z) result(TF)
  ...
    logical :: TF
    x = y+z
    TF = .true.
  end function
  function mult(x,y,z) result(TF)
  ...
    logical :: TF
    x = y*z
    TF = .true.
  end function
  end module

  module type_A_mod
  ...
  type type_A
    procedure(logical),pointer,nopass :: op
  end type
  ...
  subroutine init(A,op)
    implicit none
    logical,external :: op
  ...
  end subroutine
  subroutine operate(A,x,y,z)
  ...
    logical :: TF
    TF = A%op(x,y,z)
  end subroutine
  end module

  program test
  ...
  end program

解决方案评论
只是评论一下解决方案(由@IanH 提供):还有一个问题，那就是我有一些派生类型进入了抽象接口(interface)，根据 The New Features of Fortran 2003 , Import应包含语句以使抽象接口(interface)知道任何输入的派生类型。这是一个小的工作示例，它应用于大代码，减轻了我遇到的内部编译器错误:)

  module DT_mod
  implicit none
  private
  public :: DT
  type DT
    integer :: i
  end type
  contains
  end module

  module subs_mod
  use DT_mod
  implicit none
  private
  public :: add,mult,op_int

  abstract interface
  subroutine op_int(d,x,y,z)
    import :: DT
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
  end subroutine
  end interface

  contains
  subroutine add(d,x,y,z)
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y+z
    d%i = 1
  end subroutine
  subroutine mult(d,x,y,z)
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    x = y*z
    d%i = 2
  end subroutine
  end module

  module type_A_mod
  use DT_mod
  use subs_mod
  implicit none
  private
  public :: type_A,init,operate
  type type_A
    procedure(op_int),pointer,nopass :: op
  end type
  contains
  subroutine init(A,op)
    implicit none
    procedure(op_int) :: op
    type(type_A),intent(inout) :: A
    A%op => op
  end subroutine
  subroutine operate(A,d,x,y,z)
    implicit none
    type(DT),intent(inout) :: d
    type(type_A),intent(in) :: A
    integer,intent(inout) :: x
    integer,intent(in) :: y,z
    call A%op(d,x,y,z)
  end subroutine
  end module

  program test
  use type_A_mod
  use subs_mod
  use DT_mod
  implicit none
  type(type_A) :: A
  type(DT) :: d
  integer :: x,y,z
  y = 3; z = 5
  call init(A,mult)
  call operate(A,d,x,y,z)
  write(*,*) 'x,y,x = ',y,z,x
  write(*,*) 'd%i = ',d%i
  end program

任何帮助是极大的赞赏。

Answer 1

过程指针直到 Fortran 2003 才成为标准语言的一部分，所以如果你想使用它们，那么 Fortran 95 的兼容性是无关紧要的。

内部编译器错误是编译器的错误，与提供给编译器的源无关。

没有类型绑定(bind)过程指针之类的东西。你要么有一个类型绑定(bind)过程——它是在派生类型构造中的 CONTAINS 之后声明的东西，要么你有一个过程指针——它可以是类型的组件或独立对象。作为组件的过程指针是派生类型对象值的一部分——它可以在运行时与不同的过程相关联。类型绑定(bind)过程是类型声明的固定属性。

如果您希望过程指针(或虚拟过程)具有显式接口(interface)，则必须在过程声明语句的括号内提供接口(interface)名称。

procedure(interface_name_goes_here) [, pointer, ...] :: thing_being_declared

提供的接口(interface)名称可以是可访问的特定过程的名称(包括先前由不同过程声明语句声明的过程)，也可以是抽象接口(interface)的名称。

(如果过程声明语句中的接口(interface)名称是一种类型，就像您的示例代码中的组件一样，则声明的过程是具有给定类型结果的函数，具有隐式接口(interface)。

如果过程声明语句中的接口(interface)名称完全丢失，则声明的过程可能是具有隐式接口(interface)的函数或子例程(其后续使用必须与其中一个或另一个一致)。)

因此，假设您要声明具有与 add 相同特征的函数的显式接口(interface)(与问题标题相反)的过程指针组件。或 mult在您的第二段代码中:

TYPE type_A
  PROCEDURE(the_interface), POINTER, NOPASS :: op
END TYPE type_A

ABSTRACT INTERFACE
  FUNCTION the_interface(x, y, z) RESULT(tf)
    IMPLICIT NONE
    ! function modifying arguments - poor style!!!
    INTEGER, INTENT(INOUT) :: x
    INTEGER, INTENT(IN) :: y, z
    LOGICAL :: tf
  END FUNCTION the_interface
END INTERFACE

如果您希望过程指针成为具有显式接口(interface)的子例程(这比修改其参数的函数更可取) - 适本地更改抽象接口(interface)。
init 中的虚拟程序子程序不必是指针 - 在 init 内你没有改变 op事物引用-您只是将另一个指针指向它:

PROCEDURE(the_interface) :: op

当您的虚拟过程和过程指针使用显式接口(interface)声明时，我希望有一个合理的编译器来诊断特征中的任何不匹配。