วิธีทำงานกับพอยน์เตอร์ฟังก์ชั่นใน Fortran ในโปรแกรมวิทยาศาสตร์

นี่คือการใช้งานทั่วไปของตัวชี้ฟังก์ชันใน C. ฉันต้องการทำสิ่งที่คล้ายกันใน Fortran ฉันมีความคิดบางอย่าง แต่ฉันต้องการที่จะรู้ว่ามีวิธีที่ยอมรับได้หรือไม่

พอยน์เตอร์ของฟังก์ชั่นและบริบทที่ผ่านเข้ามาโดยผู้ใช้จะถูกเก็บไว้จากนั้นเรียกในภายหลัง

typedef PetscErrorCode (*TSIFunction)(TS,PetscReal,Vec,Vec,Vec,void*);
PetscErrorCode TSSetIFunction(TS ts,Vec res,TSIFunction f,void *ctx);

ฟังก์ชั่นของผู้ใช้จะถูกเรียกคืนโดยใช้บริบทของพวกเขาในเวลาต่อมา

ใน PETSc พวกเขายังใช้ประโยชน์จากตารางตัวชี้ฟังก์ชัน -> ทุกอย่างเป็นปลั๊กอินดังนั้นผู้ใช้สามารถลงทะเบียนการใช้งานของตัวเองและพวกเขาเป็นชั้นหนึ่ง

#define PCGAMG "gamg"
  PCRegisterDynamic(PCGAMG         ,path,"PCCreate_GAMG",PCCreate_GAMG);

สิ่งนี้ลงทะเบียนรูทีนการสร้างใน "FList" จากนั้น PCSetFromOptions () จะเสนอความสามารถในการเลือกวิธีนี้เมื่อเทียบกับตัวเลือกอื่น ๆ หากระบบรองรับการโหลดแบบไดนามิกคุณสามารถข้ามการพึ่งพาเวลาคอมไพล์ในสัญลักษณ์ PCCreate_GAMG และเพิ่งผ่าน NULL จากนั้นสัญลักษณ์จะถูกค้นหาในไลบรารีที่แบ่งใช้ในขณะใช้งาน

โปรดทราบว่าหนึ่งขั้นตอนนี้เกินกว่า "โรงงาน" มันเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับอุปกรณ์ควบคุมที่คล้ายกับสิ่งที่ Martin Fowler เรียกว่า "service locator"

หมายเหตุ: สิ่งนี้เกิดขึ้นในการติดต่อส่วนตัวของฉันกับเจดบราวน์ที่ซึ่งเขาถามคำถามนี้ให้ฉัน ฉันตัดสินใจที่จะ outsource มันและดูว่าผู้คนสามารถหาคำตอบได้อย่างไร

ไม่จำเป็นต้องใช้การโอนเพื่อเลียนแบบvoid *ในรหัส Fortran ที่ทันสมัย ให้ใช้โมดูล Intrinsic ISO_C_BINDINGซึ่งได้รับการสนับสนุนจากคอมไพเลอร์ Fortran หลักทั้งหมด โมดูลนี้ทำให้การเชื่อมต่อระหว่าง Fortran และ C เป็นเรื่องง่ายมาก หนึ่งสามารถใช้C_LOCและC_FUNLOCฟังก์ชั่นเพื่อรับตัวชี้ C ไปยังข้อมูลและขั้นตอนของ Fortran ตามลำดับ

จากตัวอย่างของ PETSC ข้างต้นฉันถือว่าบริบทเป็นตัวชี้ไปยังโครงสร้างที่ผู้ใช้กำหนดซึ่งเทียบเท่ากับชนิดข้อมูลที่ได้รับใน Fortran C_LOCที่ไม่ควรจะมีปัญหาในการจัดการกับการใช้ ตัวจัดการ TSIFunction ที่ทึบแสงนั้นง่ายมากที่จะจัดการ: เพียงแค่ใช้ชนิดข้อมูล ISO_C_BINDING c_ptrซึ่งเทียบเท่ากับvoid *ใน C ไลบรารีที่เขียนใน Fortran สามารถใช้ได้c_ptrหากต้องการแก้ไขการตรวจสอบชนิดที่เข้มงวดของ Fortran ในปัจจุบัน

มีหลายสิ่งที่ฉันเดาว่าเป็นภาษาเฉพาะของ PETSc ในคำถามของคุณ (ซึ่งฉันไม่คุ้นเคย) ดังนั้นอาจมีรอยย่นที่นี่ฉันไม่เข้าใจ แต่อาจจะมีประโยชน์สำหรับคุณ เริ่มต้น

โดยทั่วไปคุณจะต้องกำหนดส่วนต่อประสานสำหรับกระบวนการและจากนั้นคุณสามารถส่งตัวชี้ไปยังฟังก์ชันที่ตามหลังส่วนต่อประสานนี้ รหัสต่อไปนี้แสดงตัวอย่าง ขั้นแรกมีโมดูลที่กำหนดอินเทอร์เฟซและแสดงตัวอย่างแบบย่อของโค้ดที่จะรันรูทีนที่จัดเตรียมโดยผู้ใช้ที่ตามหลังอินเตอร์เฟสนั้น ถัดไปเป็นโปรแกรมที่แสดงวิธีการที่ผู้ใช้จะใช้โมดูลนี้และกำหนดฟังก์ชั่นที่จะดำเนินการ

MODULE xmod

  ABSTRACT INTERFACE
  FUNCTION function_template(n,x) RESULT(y)
      INTEGER, INTENT(in) :: n
      REAL, INTENT(in) :: x(n)
      REAL :: y
  END FUNCTION function_template
  END INTERFACE

CONTAINS

  SUBROUTINE execute_function(n,x,func,y)
    INTEGER, INTENT(in) :: n
    REAL, INTENT(in) :: x(n)
    PROCEDURE(function_template), POINTER :: func
    REAL, INTENT(out) :: y
    y = func(n,x)
  END SUBROUTINE execute_function

END MODULE xmod


PROGRAM xprog

  USE xmod

  REAL :: x(4), y
  PROCEDURE(function_template), POINTER :: func

  x = [1.0, 2.0, 3.0, 4.0]
  func => summation

  CALL execute_function(4,x,func,y)

  PRINT*, y  ! should give 10.0

CONTAINS

  FUNCTION summation(n,x) RESULT(y)
    INTEGER, INTENT(in) :: n
    REAL, INTENT(in) :: x(n)
    REAL :: y
    y = SUM(x)
  END FUNCTION summation

END PROGRAM xprog