Модули

Презентацию к лекции Вы можете скачать здесь.

Если много параметров?

Если много типов?

Если много процедур?

Данные и процедуры вместе

Назначение модулей

• Данные и процедуры в одной программной единице.
• Обмен данными между процедурами и головной программой.
• Сокрытие типов, данных и процедур, используемых для промежуточных вычислений.
• Раздельное написание программ.

Состав модуля

module имя_модуля
  use другие модули

  public
  private
  protected
     описание констант,
              типов, 
              модульных переменных

contains
    модульные процедуры	

end module
    

Оператор use

Позволяет использовать типы, данные и процедуры модуля

program prog
  use mathlib ! используем модуль mathlib
    

Атрибут only позволяет использовать только "избранные" данные или процедуры.

program prog
  use mathlib, only : dot
  ! кроме dot, 
  ! все остальные не используются
    

Во избежание конфликта одинаковых имен модуля и программной единицы используем операцию =>.

module math
  integer :: A = 1000,B,C
end module

program prog
  use math, AM => A
  integer A
  A = 80
  write(*,*) AM, A    ! 1000   80
end
    

Public, private и protected

Организация доступа к элементам модуля.

module math
  integer, public :: A
  integer, private :: B
  integer, protected :: C
contains
  subroutine init()
    A = 1000; B = 2000; C = 3000
  end subroutine init
end module math

program prog
  use math
  implicit none

  call init()
  A = 50       ! public-переменная, полный доступ
  B = 100      ! private-переменная, доступна в модуле
  write(*,*) C ! protected-переменная, доступ к значению
  С = С+1        ! нельзя изменять значение 
end
    

Рекомендации по организации доступа.

Перегрузка процедур

Объединение под одним именем множества разных процедур.

1. Процедура вызывается с разным количеством параметров.
2. В вызове процедуры используются параметры разных типов данных.

 interface общее_имя
    module procedure имя_1, имя_2 ,..., имя_N
 end interface
    

Пример перегрузки

module math
  interface prod
    module procedure umn, scalar, vector
  end interface 
contains  
  real function umn(A,B) ! умножение чисел
    real A,B
      umn = A*B
  end function umn

  real function scalar(A,B) ! скалярное умножение
    real A(3), B(3)
     scalar = A(1)*B(1)+A(2)*B(2)+A(3)*B(3)
  end function scalar

  subroutine vector(A,B,C)  ! векторное умножение
    real A(3), B(3), C(3)
     C(1) = A(2)*B(3)-B(2)*A(3)
     C(2) = A(3)*B(1)-A(1)*B(3)
     C(3) = A(1)*B(2)-A(2)*B(1)
  end subroutine vector
end module math
program prog
  use math
  real A(3), B(3), C(3)

  A = [2.0, -4.0, 5.0]
  B = [4.0, -3.0, 0.0]

  write(*,*) "Number = ", prod(4.0,5.0)
  write(*,*) "Scalar product = ", prod(A,B)
  
  call prod(A,B,C)
  write(*,*) "Vector product = ", C
end
        

Результат работы программы.

Number =    20.00000
Scalar product =    20.00000
Vector product =    15.00000       20.00000       10.00000
        

Требования для перегрузки

В каждой паре перегружаемых процедур хотя бы один параметр должен отвечать двум требованиям:

1. по своему положению не имеет аналогов по типу;

   module MD
     interface func
       module procedure F1, F2
     end interface 
   contains  
     real function F1(A,B) ! A  и  B  вещественного типа
       real A, B
         ...
     end function F1
     real function F2(C,D) ! С  и  D  вещественного типа
       real C, D
         ...
      end function F2
   end module MD
             
2. формальный параметр с таким же именем отсутствует в списке параметров другой процедуры.

   module MD ! --- warning interface func module procedure F1, F2 end interface contains real function F1(A,B) real A integer B ... end function F1 real function F2(B,A) real A integer B ... end function F2 end module MD

   module MD interface func module procedure F1, F2 end interface contains real function F1(A,B) real A integer B ... end function F1 real function F2(C,D) real D integer C ... end function F2 end module MD

О модулях…

1. Легкое составление, отладка и модификация программных единиц независимо друг от друга.
2. Использующая программа не знает как устроен модуль, она умеет с ним общаться при помощи процедур.
3. Хороший модуль снаружи лучше чем внутри и его лучше использовать чем построить.
4. Следует избегать создания модулей, работа которых будет зависеть от предыстории.