Capítulo 8. Funções e Subrotinas - UFMG

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110 8.3. Módulos 8.3.1 Dados globais Em Fortran, variáveis são usualmente entidades locais. Contudo, em muitas situações é necessário que alguns objetos tenham o seu valor compartilhado entre diferentes unidades de programa. A maneira mais usual de se realizar este compartilhamento é através da lista de argumentos de uma rotina. Entretanto, facilmente surge uma situação onde uma variável não pode ser compartilhada como argumento de um sub-programa. Neste momento, é necessária uma outra estratégia para se definir dados globais. Esta necessidade já era corriqueira no Fortran 77. Fortran 77 A maneira mais usada no Fortran 77 para compartilhar dados globais é através de blocos common. Um bloco common é uma lista de variáveis armazenadas em uma área da memória do computador que é identificada através de um nome e que pode ser acessada diretamente em mais de uma unidade de programa. A necessidade de se criar um bloco common surge, muitas vezes, com o uso de rotinas de bibliotecas de aplicação generalizada, as quais são definidas com um conjunto restrito de argumentos. Muitas vezes, faz-se necessário transferir informação entre estas rotinas ou entre rotinas que usam as bibliotecas de maneira não prevista na lista de argumentos. Por exemplo, seja a subrotina INTEG, a qual realiza a integração numérica unidimensional de uma função F(x) qualquer, no intervalo (A,B): SUBROUTINE INTEG(F,A,B,RES) REAL*8 A, B, F, RES, TEMP EXTERNAL F ... TEMP= F(X) ... RES= END SUBROUTINE INTEG Caso o programador queira integrar a função g(x) = cos(αx) no intervalo [0, 1], ele não poderá informar ao integrador o valor de α na lista de argumentos da subrotina INTEG. A solução está no uso de um bloco common: REAL*8 FUNCTION G(X) REAL*8 X, ALFA COMMON /VAR/ ALFA G= COS(ALFA*X) RETURN END FUNCTION G onde VAR é o nome que identifica o espaço de memória onde o valor de ALFA será armazenado. Assim, o programa pode realizar a integração usando o mesmo bloco common: C C PROGRAM INTEGRA REAL*8 G, A, INT EXTERNAL G COMMON /VAR/ A ... PRINT*, ’Entre com o valor de alfa:’ READ(*,*) A CALL INTEG(G,0.0D0,1.0D0,INT) ... END PROGRAM INTEGRA Note que o bloco VAR aparece tanto no programa quanto na função; porém não há necessidade de ele aparecer na subrotina INTEG. A forma geral de um bloco common é: COMMON // Autor: Rudi Gaelzer – IFM/UFPel Impresso: 23 de abril de 2008
Capítulo 8. Sub-Programas e Módulos 111 onde é qualquer nome válido em Fortran e é uma lista de variáveis que podem ser escalares, elementos de matrizes, seções de matrizes ou matrizes completas. Neste último caso, somente se utiliza o nome da matriz. É claro que a informação acerca da natureza e tipo das variáveis listadas no bloco common deve ser fornecida por declarações adequadas de variáveis. A grande desvantagem desta forma descentralizada de definir-se dados globais está no fato de que em todas as unidades de programa que utilizam um dado bloco common, as variáveis listadas nele devem concordar em número, ordem, natureza e tipo. Caso o programador esteja desenvolvendo um código complexo, composto por um número grande de unidades que usam o mesmo bloco common, e ele sinta a necessidade de alterar de alguma forma a lista de variáveis em uma determinada unidade, ele deverá buscar em todas unidades restantes que fazem referência ao mesmo bloco e realizar a mesma alteração; caso contrário, mesmo que o programa compile e linke sem erro, é quase certo que as variáveis serão compartilhadas de forma incoerente entre as diferentes unidade de programa e este acabe gerando resultados incorretos. É fácil perceber que este controle torna-se sucessivamente mais difícil à medida que a complexidade do programa aumenta. Os blocos common são ainda aceitos em Fortran 90/95; porém, o seu uso não é recomendado, pela razão exposta acima. Fortran 90/95 O uso de um módulo fornece um mecanismo centralizado de definição de objetos globais. Por exemplo, suponha que se queira ter acesso às variáveis inteiras I, J e K e às variáveis reais A, B e C em diferentes unidades de programa. Um módulo que permitira o compartilhamento destas variáveis é o seguinte: MODULE GLOBAIS IMPLICIT NONE INTEGER :: I, J, K REAL :: A, B, C END MODULE GLOBAIS Estas variáveis se tornam acessíveis a outras unidades de programa (inclusive outros módulos) através da instrução USE, isto é: USE GLOBAIS A instrução USE é não executável e deve ser inserida logo após o cabeçalho da unidade de programa (PROGRAM, FUNCTION, SUBROUTINE ou MODULE) e antes de qualquer outra instrução não executável, tal como uma declaração de variáveis. Uma unidade de programa pode invocar um número arbitrário de módulos usando uma série de instruções USE. Um módulo pode usar outros módulos, porém um módulo não pode usar a si próprio, seja de forma direta ou indireta. Assim, o módulo GLOBAIS pode ser usado da seguinte forma: FUNCTION USA_MOD(X) USE GLOBAIS IMPLICIT NONE REAL :: USA_MOD REAL, INTENT(IN) :: X USA_MOD= I*A - J*B + K*C - X RETURN END FUNCTION USA_MOD O vantagem de um módulo sobre um bloco COMMON para compartilhar objetos globais é evidente. A definição dos nomes, tipos e espécies das variáveis é realizada em uma única unidade de programa, a qual é simplesmente usada por outras, estabelecendo assim um controle centralizado sobre os objetos. O uso de variáveis de um módulo pode causar problemas se o mesmo nome é usado para diferentes variáveis em partes diferentes de um programa. A declaração USE pode evitar este problema ao permitir a especificação de um nome local distinto daquele definido no módulo, porém que ainda permita o acesso aos dados globais. Por exemplo, ... USE GLOBAIS, R => A, S => B ... USA_MOD= I*R - J*S + K*C - X ... Autor: Rudi Gaelzer – IFM/UFPel Impresso: 23 de abril de 2008
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Page 15 and 16: Matrizes ajustáveis Capítulo 8. S
Page 17 and 18: PROGRAM TESTA_MATRIZ IMPLICIT NONE
Page 23 and 24: 8.2.14 Recursividade e rotinas recu
Page 25 and 26: FUNCTION INTEGRA(F, LIMITES) ! Inte
Page 27 and 28: A= 2*A FUN2= A/C RETURN END FUNCTIO
Page 29: TEMP= A A= B B= TEMP RETURN END SUB

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