在Fortran 90中计算两个向量的叉积

Question

在Fortran 90中计算两个向量的叉积

我想在Fortran 90中计算两个向量的叉积。例如，换句话说，（1、2、3）和（4、5、6）的叉积变成（-3、6 -3）以直角坐标表示。我编写了以下代码（主程序后跟函数定义）：

PROGRAM crosstest
  IMPLICIT NONE
  INTEGER, DIMENSION(3) :: m, n
  INTEGER, DIMENSION(3) :: cross
  INTEGER, DIMENSION(3) :: r
  m=(/1, 2, 3/)
  n=(/4, 5, 6/)
  r=cross(m,n)END PROGRAM crosstestFUNCTION cross(a, b)
  INTEGER, DIMENSION(3) :: cross
  INTEGER, DIMENSION(3), INTENT(IN) :: a, b
  cross(1) = a(2) * b(3) - a(3) * b(2)
  cross(2) = a(3) * b(1) - a(1) * b(3)
  cross(3) = a(1) * b(2) - a(2) * b(1)END FUNCTION cross

但是，我收到一条错误消息：

crosstest.f90:10.9:
  r=cross(m,n)
         1Error: Rank mismatch in array reference at (1) (2/1)

第10行在哪里r=cross(m,n)。看来我必须指定了错误的尺寸。这是我的一些想法：

1. 也许cross在主程序中函数的声明应该只是一个整数变量，而不是1by3整数数组。所以，我想删除, DIMENSION(3)的INTEGER, DIMENSION(3) :: cross主程序线。但是我收到一条错误消息：

   crosstest.f90:10.4:
     r=cross(m,n)
       1Error: The reference to function 'cross' at (1) either needs anexplicit INTERFACE or the rank is incorrect

   所以这可能更糟。

2. Web上的一些（但不是全部）Fortran函数示例在EXTERNAL主程序中的函数声明之后放置了一条语句。因此，我尝试EXTERNAL cross在主程序中的声明块之后放置一行。我收到一条错误消息：

   crosstest.f90:8.16:
     EXTERNAL cross
                   1Error: EXTERNAL attribute conflicts with DIMENSION attribute at (1)

   因此，这似乎也不正确。

3. Web上的一些（但不是全部）Fortran函数示例在RETURN函数定义的倒数第二行上放置了一条语句。我尝试了此操作，但出现了原始排名不匹配错误：

   crosstest.f90:10.9:
     r=cross(m,n)
            1Error: Rank mismatch in array reference at (1) (2/1)

   因此，这不能解决问题。

您能帮我看看我的错误吗？

Answer 1

最佳实践是将过程（子例程和函数）放在模块中，然后从主程序或其他过程中“使用”该模块。您无需从同一模块的其他过程中“使用”该模块。这将使过程的接口更明确，以便调用程序或过程“知道”参数的特征……它允许编译器检查双方参数之间的一致性……调用者和被调用者。消除了许多错误。超出语言标准，但实际上是必需的：如果使用一个文件，请将模块放在使用它的主程序之前。否则，编译器将不会意识到这一点。所以：module my_subsimplicit nonecontainsFUNCTION cross(a, b)   INTEGER, DIMENSION(3) :: cross   INTEGER, DIMENSION(3), INTENT(IN) :: a, b   cross(1) = a(2) * b(3) - a(3) * b(2)   cross(2) = a(3) * b(1) - a(1) * b(3)   cross(3) = a(1) * b(2) - a(2) * b(1)END FUNCTION crossend module my_subsPROGRAM crosstest   use my_subs   IMPLICIT NONE   INTEGER, DIMENSION(3) :: m, n   INTEGER, DIMENSION(3) :: r   m= [ 1, 2, 3 ]   n= [ 4, 5, 6 ]   r=cross(m,n)   write (*, *) rEND PROGRAM crosstest

Answer 2

这是一个较晚的答案，但是由于我偶然发现了这个问题，并且还没有真正的解释为什么会出现您的错误，所以我想为其他偶然发现这个问题的人添加一个解释：在您的程序中，定义一个名为的数组cross，该数组的等级为1。然后调用cross您定义的函数。由于该cross函数没有显式接口（请参见MSB的答案），因此编译器此时尚不知道该接口。它所知道的是您声明的数组。如果编写r = cross(m, n)，则编译器认为您要访问数组位置（m，n）处的元素cross。由于此数组的等级为1，但是您提供了两个参数，因此会出现错误rank mismatch in array reference at (1) (2/1)这意味着当编译器期望一个坐标时，您提供了两个坐标。