不使用“%”符号如何使用Fortran派生类型变量

Question

我定义了一个名为 MATRIX 的类型和一个该类型的变量 A，如下所示:

TYPE MATRIX
    REAL, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) :: MAT
END TYPE

TYPE(MATRIX) :: A

构造A并使用它的通常方式为：

ALLOCATE(A%MAT(2,2))

A%MAT(1,:) = [1,2]
A%MAT(2,:) = [3,4]

PRINT*, A%MAT

我想知道是否有可能在不写 A%MAT 的情况下使用变量 A 进行操作。换句话说，是否有任何方法将前面的代码块重写为以下形式（使用 A 而不是 A%MAT）。

ALLOCATE(A(2,2))

A(1,:) = [1,2]
A(2,:) = [3,4]

PRINT*, A

- Masa

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一种选择是使用参数化派生类型，这样您就不需要一个可分配的数组成员。另一个选择是将已经分配好的数组作为参数传递给构造函数。或者甚至可以使用自定义构造函数。 - Rodrigo Rodrigues

@RodrigoRodrigues，我认为这并不能解决%语法的需求。Masoud可能正在寻找一些定义好的操作（自定义添加、赋值、IO、索引等）。不幸的是，在Fortran中无法重载索引。 - Vladimir F Героям слава

你可以使用构造函数一次性设置整个数组，或者适当地重载赋值运算符。但是我认为，如果没有百分号，你无法指定单个元素或切片。 - Ian Bush

是的... print*, a 可以通过自定义派生类型 I/O来实现。对象初始化，你可以使用自定义构造函数得到类似于 a = matrix(2, 2) 的结果，或者使用参数化类型的 allocate(matrix(2, 2) :: a)。但是对于 a(1, :) = [1, 2]，没有办法，它只能被解释为 a 是一个数组（或字符）。在 Fortran 中没有索引重载。 - Rodrigo Rodrigues

Answer 1

您可以使用associate语句将某些表达式绑定到较短的名称。这可用于为变量的组成部分命名。

    allocate(A%mat(2, 2))
    associate(B => A%mat(:, :))
        B(1,:) = [1, 2]
        B(2,:) = [3, 4]
        write(*, *) B
    end associate

请注意，您还可以使用reshape和自动分配来消除一些切片。

! No allocate statement necessary.
A%mat = reshape([1, 2, 3, 4], [2, 2])

- mcocdawc

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好的观点，但 B 只能在 associate 块中使用，而不能在整个程序体中使用。此外，我更喜欢不需要引入另一个辅助变量来处理 A 的解决方法。 - Masa

此外，我更喜欢一种不需要引入另一个辅助变量来处理A的解决方法。你可以使用 associate(A => A%mat)（覆盖派生类型的原始A）来实现。 - mcocdawc

Answer 2

很遗憾，目前Fortran标准（截至撰写本文时为Fortran 2018）不允许使用派生类型的a(1,:) = [1,2]语法。

有一个提案希望在未来的Fortran标准中允许此语法。

- veryreverie