fortran 77 中的等价性（实数和复数变量）

Question

我试图理解 Fortran 77 代码，但偶然发现了代码上的 EQUIVALENCE() 语句。

下面是部分代码：

REAL*8 DATA1(0:N-1)
COMPLEX*16 DATA2(0:N/2-1)
EQUIVALENCE(DATA1, DATA2)
...
...
CALL FFT(DATA1, N/2, -1)

FFT 子程序基本上是一个一维复数到复数 FFT 引擎。子程序中有一些置换和矩阵向量乘法。

代码稍后以这种方式调用DATA2：

K0=DATA2(0)
K1=DCONJG(DATA2(0))

谁能告诉我为什么使用 EQUIVALENCE() 语句？我的假设是 DATA1，它是 REAL，被更改为 DATA2，它是 COMPLEX 变量，在 FFT 子程序上执行了一些更改。但如果是这样，那DATA2的虚部呢？因为 FFT 子程序只包含 REAL 变量。为什么 DATA1 和 DATA2 的数组大小不同？

我在这个论坛上找不到任何可以满足我的问题的答案。感谢您的回答。这对我有很大帮助。

Answer 1

equivalence 是 Fortran 的两个实体存储关联功能之一。 （另一个是common 块，我将在这里保持沉默）。 equivalence 语句声明在其参数列表中命名的实体共享相同的存储位置。在这种情况下，data1 和 data2 共享相同的内存位置。

如果您有用于检查内存位置的工具并将其指向data1，您将看到如下内容：

+----------+----------+----------+----------+----------+----------+
|          |          |          |          |          |
| data1(0) | data1(1) | data1(2) | data1(3) | data1(4) | data1(...
|          |          |          |          |          |
+----------+----------+----------+----------+----------+----------+

将相同的工具指向data2，您会看到类似的内容

+----------+----------+----------+----------+----------+----------+
|                     |                     |                     
|        data2(0)     |        data2(1)     |        data2(....         
|   re          im    |   re          im    |   re          im    
+----------+----------+----------+----------+----------+----------+

但“真相”更像

+----------+----------+----------+----------+----------+----------+
|                     |                     |          
| data1(0)  data1(1)  | data1(2)   data1(3) | data1(4)   data1(...
|                     |                     |                     
|        data2(0)     |        data2(1)     |        data2(....         
|   re          im    |   re          im    |   re          im    
+----------+----------+----------+----------+----------+----------+

data1(0) 与data2(0) 的真实组件位于同一位置。 data1(1) 是 data2(0) 的虚部，以此类推。

这是equivalence 的应用之一，现在仍然偶尔会遇到——能够在complex 或reals 对查看数据之间切换。但是，它并不局限于这种类型转换，没有什么可以说你不能等价整数和实数，或者任何其他类型。

人们偶尔仍会看到的另一种用途是使用equivalence 将数组从一个等级重新映射到另一个等级。例如，给定

integer, dimension(3,2) :: array2
integer, dimension(6)   :: array1

和

equivalence(array1(1),array2(1,1))

相同的元素可以被视为属于 rank-2 数组或 rank-1 数组以满足程序的需要。

equivalence 现在普遍不受欢迎，它的大部分用途都可以用现代 Fortran 更安全地完成。更多信息，您可能想看看我对Is the storage of COMPLEX in fortran guaranteed to be two REALs?的回答