Fortran 的异构数组类

Question

我有一个抽象类型和几个继承自他的类型。现在我需要创建这些继承类型的实例数组，但我不确定在 Fortran 中是否可行。

我尝试制作一些包装类型，例如。

module m
implicit none

type, abstract :: a
    integer, public :: num 
end type a

type, extends(a) :: b
end type b

type, extends(a) :: c
end type c

type :: container
    class(*), allocatable :: ptr 
end type
end module m

program mwe 
use m

type(b) :: b_obj
class(*), allocatable :: a_arr(:)

b_obj = b(1)

allocate(container :: a_arr(3))
a_arr(1) = container(b_obj)

end program mwe

但是我收到这个错误：

test3.f90:28:25:

 a_arr(1) = container(b_obj)
                     1
Error: Can't convert TYPE(b) to CLASS(*) at (1)

我做错了什么？或者还有其他正确的方法吗？

尝试 2

我根据 francescalus 的回答编辑了代码：

program mwe 
use m

type(b) :: b_obj
type(c) :: c_obj
type(container), allocatable :: a_arr(:)
integer :: i

b_obj = b(1)
c_obj = c(2)

allocate(container :: a_arr(3))
a_arr(1)%ptr = b(1)
a_arr(2)%ptr = c(3)
a_arr(3)%ptr = c(1000)

do i=1,3
    write(*,*) a_arr(i)%ptr%num
end do

end program mwe

我收到另一个错误：

test3.f90:36:35:

     write(*,*) a_arr(i)%ptr%num
                               1
Error: ‘num’ at (1) is not a member of the ‘__class__STAR_a’ structure

Answer 1

作为 IanH 在概述您采用的方法时，gfortran 的当前版本

does not appear to support definition of an unlimited polymorphic component via a structure constructor

container(b_obj)就是这么回事。因此，撇开您是否仍然遇到这个问题不谈，人们可能有兴趣仍然允许旧的 versions/other 编译器使用该代码。

另一种方法是不为容器的元素使用构造函数。相反，单个组件可以直接在作业中显示：

use m
type(container) a_arr(3)  ! Not polymorphic...
a_arr%ptr = b(1)          ! ... so it has component ptr in its declared type
end mwe

自然地，我们仍然拥有容器类型的多态组件，因此任何 reference/define/etc 的尝试，该组件都将受到各种限制。在你的问题中，你有无限多态的组件，但我看到你首先谈到将容器的考虑限制在扩展第一种类型的元素上。与其将容器组件声明为无限多态，不如声明类型 a:

更有帮助

type :: container
    class(a), allocatable :: ptr 
end type

这足以解决

的问题

do i=1,3
    write(*,*) a_arr(i)%ptr%num
end do

因为 num 是 a_arr(i)%ptr 声明类型的一个组成部分（即 a）。一般来说，这不是完整的解决方案，因为

do i=1,3
    write(*,*) a_arr(i)%ptr%num_of_type_b
end do

将不起作用（num_of_type_b 扩展类型中的组件）。在这里你必须使用通常的技巧（定义 input/output、动态分辨率、select type 等等）。这些超出了这个答案的范围，可能会发现许多其他问题都涵盖了它们。

Answer 2

我添加更正以解决以下错误，

test3.f90:36:35:

     write(*,*) a_arr(i)%ptr%num
                               1
Error: ‘num’ at (1) is not a member of the ‘__class__STAR_a’ structure

无限多态变量不能直接访问动态数据类型的任何组件。在这种情况下，一个简单的解决方案是避免class(*)。 container的定义改为

type :: container
    class(a), allocatable :: ptr 
end type

所以工作代码总结如下，

module m

  implicit none

  type, abstract :: a
    integer, public :: num 
  end type a

  type, extends(a) :: b
  end type b

  type, extends(a) :: c
  end type c

  type :: container
    class(a), allocatable :: ptr 
  end type

end module m

program mwe

  use m

  type(container), allocatable :: a_arr(:)
  integer :: i

  allocate(container :: a_arr(3))
  a_arr(1)%ptr = b(1)
  a_arr(2)%ptr = c(3)
  a_arr(3)%ptr = c(1000)

  do i=1,3
      write(*,*) a_arr(i)%ptr%num
  end do

end program mwe

Fortran 的异构数组类

Heterogeneous array of Fortran classes

polymorphism

fortran

class

fortran2008

尝试 2

Fortran 的异构数组 类

Heterogeneous array of Fortran classes

polymorphism

fortran

class

fortran2008

尝试 2

Fortran 的异构数组类