如何避免为子模块中实现的延迟类型绑定过程重复编写相同接口

解答 #

完全可以避免编写第二个完整接口，有两种常用的实现方案：

方案1：复用父类抽象接口（保留submodule拆分） #

利用Fortran 2008标准支持的类型绑定过程重写的参数协变特性，直接复用父类已经定义的sub_int抽象接口，不需要重复编写完整的接口定义。
调整后的模块代码如下：

MODULE m
  TYPE, ABSTRACT:: foo
  CONTAINS
    PROCEDURE(sub_int), DEFERRED:: sub
  END TYPE

  ABSTRACT INTERFACE
    SUBROUTINE sub_int(THIS, x)
      IMPORT:: foo
      CLASS(foo), INTENT(IN):: THIS
      DOUBLE PRECISION, INTENT(INOUT):: x
    END SUBROUTINE
  END INTERFACE

  TYPE, EXTENDS(foo):: foo2
  CONTAINS
    ! 直接复用父类抽象接口声明，编译器会自动校验重写参数的协变合法性
    PROCEDURE(sub_int) :: sub
  END TYPE
END MODULE

SUBMODULE (m) s
CONTAINS
  MODULE PROCEDURE sub
    ! 只需要把THIS的类型改为foo2，其他参数完全和抽象接口一致即可
    CLASS(foo2), INTENT(IN) :: THIS
    DOUBLE PRECISION, INTENT(INOUT) :: x
    x = x**2
  END PROCEDURE
END SUBMODULE

这个方案的好处是既保留了submodule拆分代码的优势，又不需要重复写接口，编译器会自动对比sub的实现和sub_int接口的匹配性，只要passed参数THIS是foo的派生类、其余参数完全一致就可以编译通过。

方案2：把实现放到主模块（完全删除第二个接口） #

如果你不需要用submodule拆分代码，完全可以把sub的实现直接写到主模块的CONTAINS块里，不需要额外声明任何接口：

MODULE m
  TYPE, ABSTRACT:: foo
  CONTAINS
    PROCEDURE(sub_int), DEFERRED:: sub
  END TYPE

  ABSTRACT INTERFACE
    SUBROUTINE sub_int(THIS, x)
      IMPORT:: foo
      CLASS(foo), INTENT(IN):: THIS
      DOUBLE PRECISION, INTENT(INOUT):: x
    END SUBROUTINE
  END INTERFACE

  TYPE, EXTENDS(foo):: foo2
  CONTAINS
    PROCEDURE(sub_int) :: sub
  END TYPE

CONTAINS
  SUBROUTINE sub(THIS, x)
    CLASS(foo2), INTENT(IN) :: THIS
    DOUBLE PRECISION, INTENT(INOUT) :: x
    x = x**2
  END SUBROUTINE
END MODULE

这种方式代码最简洁，适合过程逻辑比较简单、不需要拆分文件的场景。

注意事项 #

• 上述两种方案都要求sub除了passed参数THIS的类型可以变为派生类foo2之外，其余所有参数的类型、顺序、intent属性都必须和父类的抽象接口sub_int完全一致，这是Fortran类型绑定过程重写的强制要求。
• 目前主流编译器（GCC Fortran 10+、Intel Fortran 2020+、NVIDIA HPC SDK Fortran等）都完整支持上述特性，不需要额外开启编译选项。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Frank