Question

引入模块给程序设计带来了诸多方便，模块可应用于以下几个方面。

a) 全局数据

如果数据是在整个可执行程序中都要用到的全局数据，可以把它们放在一个模块中统一说明，在需要这些数据的程序单元内使用 USE 语句导出它们即可。例如：

MODULE DATA_MODULE

SAVE

REAL :: A(10), B, C(50,10)

INTEGER,PARAMETER :: I=10

COMPLEX D(I,I)

END MODULE DATA_MODULE

如果要在程序单元中访问模块中定义的全部数据对象，可使用语句：

USE DATA_MODULE

如果只需访问其中的 A 和 D，则可使用语句：

USE DATA_MODULE, ONLY : A,D

如果要避免名字冲突而改名的话，则可使用语句：

USE DATA_MODULE, ONLY : A_MODULE=>A, D_MODULE=>D

b) 过程共享

利用模块，还可以把整个可执行程序中都要用到的全局过程封装在一起，即把这些过程放在一个模块中统一说明，而在需要这些过程的程序单元内使用 USE 语句导出它们即可，这就是模块过程。使用的方式是，首先在模块中把待用的全局过程定义为模块的内部过程，即写在 CONTAINS 语句之后，在调用过程单元中写上 USE 语句以调用此模块，再写上接口块，接口块的实体是模块过程语句：

USE MODULE PROCEDURE 模块过程名表

例： PROGRAM CHANGE_KIND

USE Module1

INTERFACE DEFAULT

MODULE PROCEDURE Sub1, Sub2

END INTERFACE

integer(2) in

integer indef

indef = DEFAULT(in)

END PROGRAM

MODULE Module1

CONTAINS

FUNCTION Sub1(y)

REAL(8) y

sub1 = REAL(y)

END FUNCTION

FUNCTION Sub2(z)

INTEGER(2) z

sub2 = INT(z)

END FUNCTION

END MODULE

c) 公用派生类型

模块还可用来封装一些派生类型，供其它程序单元公用。例如：

MODULE SPARSE_MATRIX

TYPE NONEZERO

REAL A

INTEGER I,J

END TYPE

END MODULE SPARE_MATRIX

定义了一个由实数和两个整数构成的数据类型，用以表示稀疏矩阵的非零元素。其中的实数表示元素的值，两个整数表示该元素的下标。于是，派生类型 NONZERO 就可被其他单元通过 USE 语句来共用。

d) 全局可分配数组

在许多程序中需要一些全局公用的可分配数组，它们的大小在程序执行前是不知道的，这时也可用模块来实现。例如：

PROGRAM MAIN

…

CAIL CONFIGURE_ARRAYS !分配数组

CALL COMPUTE !用分配好的数组进行计算

…

END PROGRAM MAIN

MODULE WORK_ARRAYS

INTEGER N

REAL,ALLOATABLE,SAVE :: A(:),B(:,:),C(:,:,:)

END MODULE WORK_ARRAYS

SUBROUTINE CONFIGURE_ARRAYS

USE WORK_ARRAYS

READ *,N

ALLOCATE(A(N),B(N,N),C(N,N,2*N))

END SUBROUTINE CONFIGURE_ARRAYS

SUBROUTINE COMPUTE

USE WORK_ARRAYS

…

END SUBROUTINE COMPUTE

e) 抽象数据类型和超载运算

可以用模块来自定义抽象数据类型，为此只需在模块中先定义派生类型，再随后定义可在这种类型值上进行的运算即可。例如：

MODULE INTERVAL_ARITHMETIC

TYPE INTERVAL

REAL LOWER,UPPER

END TYPE INTERVAL

INTERFACE OPERATOR(+)

MODULE PROCEDURE COMB_INTERVALS

END INTERFACE

INTERFACE OPERATOR(*)

MODULE PROCEDURE INTERSECTION_INTERVALS

END INTERFACE

CONTAINS

FUNCTION COMB_INTERVALS(A,B)

TYPE(INTERVAL) COMB_INTERVALS,A,B

COMB_INTERVALS%LOWER=MIN(A&LOWER,B%LOWER)

COMB_INTERVALS%UPPER=MAX(A&UPPER,B%UPPER)

END FUNCTION

FUNCTION INTERSECTION_INTERVALS(A,B)

TYPE(INTERVAL) INTERSECTION_INTERVALS,A,B

INTERSECTION_INTERVALS%LOWER=MAX(A&LOWER,B%LOWER)

INTERSECTION_INTERVALS%UPPER=MIN(A&UPPER,B%UPPER)

END FUNCTION

END MODULE INTERVAL_ARITHMETIC

模块中定义了派生类型 INTERVAL，它表示一个实数区间，通过接口块说明定义的运算符‘＋’和‘*’号，它们分别是求两个去见的并计和交集。

例：求π的计算。 [pi.f90]