力学 Fortran 预处理器

Posted 2023-02-22

【中文标题】力学 Fortran 预处理器

【英文标题】：Mechanics Fortran Preprocessor

【发布时间】：2014-11-13 02:13:39

【问题描述】：

我最近碰巧遇到了当今大多数 Fortran 编译器支持的预处理选项（如 Fortran Wiki 中所述）。来自 C 背景，我想更好地了解与 (Fortran-) 预处理器的 #include 指令相关的机制和注意事项。

从一开始就避免任何混淆：Fortran 中有两个 include 指令（参见例如 F77 reference）

include "foo" 是编译器指令，即 foo 只能包含 Fortran 语句 #include "bar" 是一个预处理指令，即 bar 可以包含 #defines 等

我知道这种差异，我只对第二种情况感兴趣（因此我的问题不是this post 的重复）。

我将用一个例子来解释我的问题：假设我们有两个文件，一个头文件 (macro.h) 和一个源文件 (display.F)：

宏.h

#define MSG() say_hello()

display.F

#include "macro.h"

    PROGRAM display
    CALL MSG()
    CALL another_message()
    END

    SUBROUTINE say_hello()
    WRITE(*,*) 'Hello.'
    END

    SUBROUTINE another_message()
    CALL MSG()
    END

这是我的问题：

范围

如果我包含 macro.h，则定义宏 MSG() 的位置（全局、本地 SUBROUTINE 等）是：

在文件的开头（如上）？ 在PROGRAM display 的开头（没有其他地方）？ 在例如开头SUBROUTINE another_message()（别无他处）？

从测试看来：1. 全局，2. 在PROGRAM 和所有SUBROUTINES，3. 在那个SUBROUTINE 中。对这些假设的确认和一些理论上的解释为什么会很棒。

上述 (1. - 3.) 中哪些是预处理器的最佳实践包括？

包括警卫

如果我有一个多文件项目并且我在多个 *.F 源文件中包含 header.h，我是否需要提供包含保护？

如果上述问题的答案取决于编译器（因为预处理不是 Fortran 标准），我最感兴趣的是 ifort 的行为。

【参考方案1】：

规则与您知道的 C 预处理器相同。 GCC 甚至对 C 和 Fortran 使用相同的 cpp（对于传统模式下的 Fortran）。因此没有范围，一切都只是一个文本，预处理器不关心程序单元。

因此，1.、2. 和 3. 从定义位置到文件结束或直到 #undef 都是有效的。它们在递归 #included 文件中也有效。

如果守卫是指#undef，那么是的，否则会出现有关重新定义的警告或错误，但前提是您将所有这些文件都包含在一个文件中。如果他们是独立的，那么没有。

关键是将预处理器视为文本替换工具。它对 Fortran一无所知。

最后一点，预处理器是非标准的，但可以广泛使用。