Fortran：program 和 subroutine 的区别
在 Fortran 中，program 和 subroutine 是两种不同的程序结构，它们在用途、位置、调用方式和作用范围等方面都有明显的区别。下面我将详细解释这两者的差异：
1. program：主程序
program 是 Fortran 程序的主入口，整个程序的执行从这里开始。每个 Fortran 程序通常有一个且仅有一个主程序。
关键特点：
- 定义程序的入口：
program定义了整个 Fortran 程序的起始点，程序的执行从这里开始，程序的运行也从这里结束。 - 程序结构：
program通常包含主逻辑和数据声明。在program中可以调用其他的子程序（subroutine）或函数。 - 只能有一个主程序：每个 Fortran 程序只能有一个
program块，它是程序的主入口。 - 结束方式：主程序的结束是通过
end program或end语句。
示例：
program main_programimplicit noneprint *, 'This is the main program'call my_subroutine
end program main_program
2. subroutine：子程序
subroutine 是 Fortran 中的一种可重用的模块化代码段，可以在主程序或其他子程序中被调用。它们通常用于封装逻辑和算法，以便重复使用。
关键特点：
- 可重用性：
subroutine是一种可重用的代码块，可以在多个地方调用，避免重复代码。 - 参数传递：
subroutine可以接受参数（输入和输出），也可以在执行完后返回多个结果。 - 多次调用：一个
subroutine可以被多次调用，且在主程序或其他子程序中均可调用。 - 没有返回值：与
function不同，subroutine没有返回值，它通过参数来传递输入和输出。 - 结束方式：子程序的结束通过
end subroutine或end语句。
示例：
subroutine my_subroutineimplicit noneprint *, 'This is a subroutine'
end subroutine my_subroutine
3. 主要区别
| 特性 | program | subroutine |
|---|---|---|
| 用途 | 定义程序的主入口和整体控制逻辑。 | 封装特定逻辑、算法，供主程序或其他子程序调用。 |
| 执行位置 | 程序启动时首先执行。 | 只有在被调用时才执行。 |
| 数量 | 一个程序只能有一个主程序。 | 可以有多个子程序。 |
| 参数 | 不能传递参数。 | 可以传递参数（输入和输出）。 |
| 作用范围 | 主程序中的变量具有全局作用范围。 | 子程序的变量通常是局部的，只有参数通过调用共享。 |
| 调用 | 主程序通常不需要显式调用。 | 需要在主程序或其他子程序中显式调用。 |
| 返回值 | 无返回值。 | 无返回值，但可以通过参数传递结果。 |
| 结束方式 | end program | end subroutine |
4. 如何调用 subroutine
在 program 中，你可以通过 call 语句来调用一个子程序。例如：
program main_programimplicit nonecall my_subroutine ! 调用子程序
end program main_programsubroutine my_subroutineimplicit noneprint *, 'This is a subroutine'
end subroutine my_subroutine
5. 带参数的 subroutine
subroutine 通常通过参数来传递输入和输出。子程序可以有一个或多个参数，并且可以是输入、输出或输入输出双向的。
示例：
program main_programimplicit nonereal :: a, b, resulta = 2.0b = 3.0call multiply(a, b, result) ! 调用子程序并传递参数print *, 'Result = ', result
end program main_programsubroutine multiply(x, y, product)implicit nonereal, intent(in) :: x, y ! 输入参数real, intent(out) :: product ! 输出参数product = x * y ! 计算结果
end subroutine multiply
在上面的例子中：
multiply子程序接收两个输入参数x和y，并计算它们的乘积，然后通过输出参数product返回结果。intent(in)和intent(out)用于明确指定参数的用途（是输入还是输出）。
总结：
program：程序的主入口，整个程序从这里开始执行，且只能有一个主程序。subroutine：模块化的代码段，可以接受参数，在主程序或其他子程序中被调用。它通过封装复杂的逻辑，使程序更加简洁和可维护。