如何在 fortran 函数中输出 2 个或更多数组？

Question

我正在编写一个程序，它计算一个矩阵的 LU 分解，具有部分旋转，我希望该函数输出几个（2 或 3）个矩阵，而无需多次运行程序来单独输出每个矩阵，即浪费时间，因为它一次就能得到我想要的一切。有没有办法做到这一点？例如，这是我使用 Doolittle 算法的函数，用于不需要旋转的方阵。我希望我的输出同时成为矩阵 l 和 u，但我不知道这样做的方法。

function lu_d(aa) result(l)

real, dimension (:,:) :: aa !input matrix
real, dimension (size(aa,1), size(aa,2)) :: a !keeping input variable intact
real, dimension (size(a,1), size(a,2)) :: l , u !lower and upper matrices
integer :: i,j,k !index
real :: s !auxiliar variable

a=aa

do j=1 , size(a,2)
  u(1,j)=a(1,j)
end do

l(1,1)=1

do j=2, size(a,2)
  l(1,j)=0
end do

do i=2, size(a,1)

  l(i,1)=a(i,1)/u(1,1)
  u(i,1)=0

  do j=2, i-1

    s=0
    u(i,j)=0

    do k=1, j-1
      s=s+l(i,k)*u(k,j)
    end do

    l(i,j)=(a(i,j)-s)/u(j,j)

  end do

  l(i,i)=1

  do j=i, size(a,2)

    s=0
    l(i,j)=0

    do k=1, i-1
      s=s+l(i,k)*u(k,j)
    end do

    u(i,j)=a(i,j)-s

  end do

end do

end function

Answer 1

您可以从使用函数切换到使用子例程。这样您就可以在参数列表中输出多个数组的值。另外使用 INTENT子程序中声明变量时的定义，例如：

REAL,INTENT(IN)::a 声明 a 并且不允许在子例程/函数内更改其值

REAL,INTENT(OUT)::b 声明 b 并忽略它进入子例程/函数的任何值

REAL,INTENT(INOUT)::c这是默认情况下，如果你不写任何东西。

我假设您需要输出为l 和u（而不是m），在这种情况下，结构将类似于下面的结构。请注意，l 和 m 应该在主程序中声明，并且它们的大小相对于 aa 定义（如下面所示的第一种情况），或者在主程序中使用 allocatable 大小声明，通过到子程序而不是在子程序内分配和分配（第二个例子）。后者可能需要您将子例程放在模块中，以便正确处理接口。

第一个例子：

SUBROUTINE lu_d(aa,l,m)
implicit none
real,intent(in):: a(:,:)
real,intent(out):: l(:,:), m(:,:)
integer:: i,j,k
real:: s

<operations>

RETURN
END SUBROUTINE lud_d

第二个例子：

SUBROUTINE lu_d(aa,l,m)
implicit none
real,intent(in):: a(:,:)
real,allocatable,intent(out):: l(:,:), m(:,:)
integer:: i,j,k,size_a1,size_a2
real:: s

size_a1=size(aa,1)
size_a2=size(aa,2)
allocate( l(size_a1,size_a2), m(size_a1,size_a2))

<operations>

RETURN
END SUBROUTINE lud_d