我不理解 Fortran95 代码中函数的输出

Question

我刚开始使用 fotran95；我得到了一个代码，我正在研究它；我遇到了一个调用函数的子例程，但我不明白输出是什么：

这里是子程序：

SUBROUTINE collisione(vga, ga, vgb, gb)

IMPLICIT NONE
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3), INTENT(INOUT) :: ga, gb    
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3), INTENT(INOUT) :: vga, vgb  

DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3)   :: r, ra, rb, r_r

ra = pos_ini(ga)
rb = pos_ini(gb)


END SUBROUTINE

这里是函数：

FUNCTION pos_ini(g)

IMPLICIT NONE
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3) :: pos_ini
DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3), INTENT(IN) :: g

DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3) :: es, eg, es_p
DOUBLE PRECISION :: rnd, b, kos, ang 

CALL RANDOM_NUMBER(rnd)
b = 1.D0 - 2.D0*rnd 
kos = SQRT(1.D0 - b*b)
CALL RANDOM_NUMBER(rnd)
ang = pi2 * rnd

es(1) = kos * COS(ang)
es(2) = kos * SIN(ang)
es(3) = b

eg = g / SQRT(DOT_PRODUCT(g,g))

es_p = es - DOT_PRODUCT(es,eg) * eg

pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p)) ! IS THIS THE OUTPUT THAT GIVES THE VALUE OF ra and rb???????

END FUNCTION

（阅读评论）。所以我的问题来了：在子程序中，我看到变量 ra 和 rb 是在使用函数 pos_ini 后定义的，其中输入是向量 ga em> 或 gb。 但是在函数 pos_ini 中，我不明白输出是什么；是pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p)) 吗？如果是，为什么？函数pos_ini怎么没有intent(OUT)？

Answer 1

在 Fortran 中，返回的函数值连接到函数名称或可选 result 子句中的变量。因此，函数值将是函数末尾的 pos_ini 值。

在你的情况下，它是d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))。

任何 Fortran 教程都涵盖了这一点。

Answer 2

所以这一行

FUNCTION pos_ini(g)

开始定义一个名为pos_ini 的函数。而这一行

DOUBLE PRECISION, DIMENSION(3) :: pos_ini

告诉我们（和编译器）pos_ini 将返回一个包含 3 个元素的双精度数组。除非另有编码（使用result 子句），否则 Fortran 函数会声明（自动或像这里一样，通过显式编写代码）与函数同名的结果变量。还有那一行

pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))

它定义了pos_ini 的值，定义了函数调用将返回的内容。没有必要将返回变量声明为intent(out)，编译器会捕获错误。

对于返回固有类型的标量值的函数，函数类型的声明（或返回变量的类型，如果你想以这种方式考虑的话）你可以写一个函数开头的语句的

DOUBLE PRECISION FUNCTION pos_ini(g)

但是，由于您的函数返回一个数组，因此您必须按原样编写代码，明确声明返回变量。

Answer 3

pos_ini 是一个双精度函数，返回一个包含三个元素的数组。我假设它是在模块中声明的（因为没有声明 pi2 和 d），但这并不重要。

在 Fortran 中，返回值是通过分配给函数名称（或 RESULT 子句中的名称，此处不适用）来设置的。这是用线完成的

pos_ini = d * es_p/SQRT(DOT_PRODUCT(es_p,es_p))

这让你感到困惑。

在这种情况下，这是一个数组赋值。在 Fortran 中，您可以从标量或其他数组、数组算术（按元素完成）以及标量和数组之间的混合算术对数组进行赋值。

因为 d 没有定义，所以我不能说它是什么。它可以作为范围为 3 的数组或作为标量有效。 es_p 是一个与 pos_ini 范围相同的数组，所以可以。 DOT_PRODUCT 应该是不言自明的；它是一个 sclar，SQRT 也是。

我建议你阅读this article on Fortran 95 features。