我们还需要子程序吗？ [关闭]

Question

在 Fortran 中，函数和子程序之间存在明显的区别：函数返回一个值，子程序不返回值。这会在两者之间引入一连串的差异。一个例子是调用语义：你可以像在其他语言中一样调用一个函数，但是为了调用一个子例程，你必须首先发出一个call 语句。

随着在 Fortran95 中添加指针和数据类型，使任何子程序成为函数并保留子例程仅用于遗留似乎没有技术限制。函数可以返回零（您只返回一个虚拟整数）、一个或多个值（例如，您可以返回一个指向已分配类型实例的指针，例如 C++ STL 对）。

我错了吗？由于子程序具有而函数没有的某些特性，我们在 Fortran 编程中还需要子程序吗？

Answer 1

如果您搜索 comp.lang.fortran 档案，您会发现有关函数语义的讨论。 IIRC 事实证明，标准中没有明确规定对于具有副作用的功能什么是允许的，什么是不允许的。

比如编译器能不能优化

x = foo(args) + foo(args)

进入

x = 2 * foo(args)

或者再举一个例子，考虑

x = y + foo(y)

如果 foo() 改变了 y 的值怎么办？请记住，Fortran 没有序列点的 C 概念。

一般来说，几位专家的建议是只使用纯函数，否则使用子例程。而且，这也是我自己遵循的建议。

Answer 2

我不认为子程序会去任何地方。大多数其他语言都允许返回值和不返回值的方法。我看不出这是一件坏事的任何理由。任何人都不应该被感动去改变一件事。

Legacy 单独表示，子例程将与 Fortran 一样持续存在。只要有 Fortran 存在，编写一个执行操作但不返回任何内容的方法就没有任何问题。

更新：

为什么说“麻烦”？有什么大不了的？我不同意在适当的情况下使用子例程是“麻烦”的想法。

Fortran 自 77 版（可能更早）以来一直区分函数和子例程。其他 C 系列语言也是如此。为什么会突然变得这么麻烦？即使是长期使用指针和对象的语言也有返回 void 的方法。

Answer 3

你又想用 fortran 编写 C 语言了，是吗？ ;-)

在我看来，是的 - 我们这样做。如果仅出于一个原因 - 它们更容易掌握，理解，并且它们比函数更广泛使用。

另外，-1，因为我认为这不是一个建设性的问题。如果您不喜欢它们，请不要使用它们。

Answer 4

如果我理解正确的话，Stefano 并不反对子程序的想法。反对他们的意见是无稽之谈。他反对对子程序/函数使用不同的风格。

Fortran 是命令式编程语言。更准确地说，它是一种过程编程语言（更准确地说，它是结构化编程语言）。

在命令式编程中，我们有一个状态和语句来改变它。在过程编程中，我们进行更改的工具是过程（我们在过程中本地化更改）。该过程可能会或可能不会返回一些值。而且我不认为这个事实（过程返回值与否）是在编程语言中有两个不同实体的重要原因。我们可以只有函数（就像在 C 中一样），并且在我们实际上不需要返回某些东西（void）时只返回一些特殊的东西。或者我们可以只使用允许返回值的过程和特殊语法，如 Modula-2、Oberon、...

该语言可能应该只有一种风格来声明过程。我同意你的看法，Stefano。

Answer 5

我必须回答自己这个问题的事实是疯狂的，但事实就是如此。

区别在于您不能在 Fortran 中“像其他语言一样调用函数”。而在 C 中，您可以在不分配值的情况下调用整数函数，例如

int foo() {
    return 5;
}
int main() {
    foo(); // this works
}

在 Fortran 中，您始终必须关联一个接收变量。示例

module test
   implicit none

contains
   integer function foo()
      print *, "hello"
      foo = 0
   end function

end module

program hello
   use test
   integer :: x

   x = foo() ! this works
   foo() ! this does not compile

end program hello

意味着通过返回一个虚拟整数来“模拟”一个 void 函数仍然不允许您在没有接收器变量的情况下调用。

在 Fortran 中，void 返回类型不存在。从技术上讲，你可以用所有函数来构建你的程序，用上面看到的x = 替换每次出现的call 语句，但这不会使你的语法类似于 C 或其他语言，其中没有 void 之间的区别-返回函数和非空返回函数。子例程是唯一允许“返回 void”的实体，但执行调用的语义完全不同。除此之外，两者没有区别。