第13章 Fortran指针 Fortran电子教案（PPT）.pptVIP

第13章 Fortran指针 指针是现代程序设计语言中一个非常重要的概念，指针的应用能够大大加强程序语言的功能。Fortran 90以前的Fortran标准中没有提供指针这种数据类型，在Fortran 90标准中对这种现象进行了重大的改进，引入了指针的概念。 但是值得注意的是，标准Fortran中的指针与C语言中的指针并不完全相同。标准Fortran中的指针并不代表一个变量在内部存储单元中的地址，而是代表这个变量的别名。实质上标准Fortran中的指针相当于C语言中的引用。本章将介绍Fortran指针的概念与应用。 13.1 指针的基本概念 在没有引入指针概念之前，Fortran中对变量的使用都是通过变量的名字直接进行的，程序中每个变量的名字都必须是惟一的。那么同一个变量是否可以取不同的名字呢？Fortran 90/95中的指针，正是用来给变量起别名的。通过指针，同一个变量存储单元可以通过多个变量名来进行访问。 13.1.1 定义指针 Fortran语言中，要将一个变量名定义成指针，可以采用如下的语法形式来进行： 类型说明, POINTER :: 指针变量名列表 其中，类型说明用来说明指针变量可以指向的目标变量类型，目标变量类型既可以是Fortran中提供的内部数据类型。如INTEGER、REAL等，也可以是用户自行定义的派生数据类型。不管适合哪种数据类型，目标变量都必须在程序的声明阶段被赋予TARGET属性。 属性关键字POINTER说明被定义的变量具有指针属性，能够用于指向类型说明中规定类型的变量。 指针变量名列表由若干个指针变量名组成，变量名之间用逗号“,”进行分隔。指针变量名的命名规则同普通变量是一致的，但不允许与其他的变量同名。 13.1.2 定义指针范例 下面是一些合法的指针变量定义范例： INTEGER, POINTER :: Alp, A 2p(:) REAL, POINTER :: Mp, Np(:, :) COMPLEX, POINTER :: Cp CHARACTER, POINTER :: Sp TYPE(Personal_Information) :: Tp 在上面的范例中，第一行语句声明了一个整型指针变量A1p和一个整型指针数组A2p；第二行则声明了一个实型指针变量Mp和一个二维的实型指针数组Np；第三行则声明了一个复型指针数组Cp；第四行则声明了一个字符型指针变量Sp；最后一行则声明了一个自定义数据类型的指针变量Tp。 在实际编程中，也可以将类型说明与指针说明分成两行来书写，即先说明变量的类型，然后再定义变量的指针属性。例如下面的语句同样定义了两个整型的指针变量A1p和A2p： INTEGER :: A1p, A2p(:) POINTER :: Alp, A2p 13.2 指针的基本应用 在Fortran语言中，指针能够与之进行联合的变量既可以是其他非指针变量，也可以是通过动态内存分配得到的一块内存。 13.2.1 指针的基本用途 下面通过一个具体的实例来说明指针变量最基本的用途，即与其他非指针变量进行联合从而操纵相应存储空间中的数据。 (详细内容请参照本书) 13.2.2 指针与变量的关系 接下来的程序代码演示了Fortran中指针与变量之间的相互关系。在前两次操作中，将变量X的值分别设置为10和3，打印的结果显示指针P所保存的值也随着变量X的值而变化。在最后一次操作中，则直接将指针P的值设置为35，这相当于将P指向内存地址的内容设置为35，结果显示与指针联合的变量X的值也变成了35。在Compaq Visual Fortran中，可以使用LOC内部函数来获得变量的内存地址，因此在程序的最后，通过LOC语句来查看两个变量在内存中的地址，结果发现指针P与变量X共享了同一块内存单元。实际上，在Fortran语言中，指针一旦与某个变量建立起了联合，则该指针就会与这个变量共享同一块存储空间，而不会像其他高级程序设计语言那样单独开辟一块存储单元来保存变量的地址。这就好像药品，除了有化学上的名称外，还可以有商品名称。 13.2.3 动态分配和释放指针空间 指针除了指向非指针变量外，还可以通过动态内存分配来得到一块内存。来看下面的例子： TEST1303.F90 ! 动态分配指针空间 PROGRAM TEST1303 IMPLICIT NONE ! 变量定义 REAL, POINTER :: A INTEGER :: Err ! 为指针分配存储空间 ALLOCATE(A, STAT=Err) IF(0