说明：子程序可看做无返回值的函数，为了方便叙述，如未特别说明，文中将函数(function)和子程序(subroutine)统称为函数。
函数的接口信息用于告诉编译器应该如何正确调用该函数，它包括参数和返回值的数量、类型等信息。因此每个函数都必须具有相应的接口信息，缺省情况具有隐式声明，而使用interface则可显式声明函数的接口信息。
Interface 的主要功能：
1、明确外部函数(external procedure) 或虚函数(dummy procedure)的接口信息，包括：输入输出参数的类型和属性、返回值类型、函数属性；
2、定义通用过程名，即函数重载(overload)；
3、操作符(+,-,*,/,et al)和赋值符(=)重载。
下面将分别对以上三种功能进行说明。
1、接口界面块
内部函数(contains)、模块(module)中的函数，以及Fortran标准函数 (如：sind、abs等) 均自动包含显式接口，不需要也不能再次声明接口信息，因此上述情况不在讨论之中。我们建议将外部函数封装在module中使用。
外部函数缺省具有隐式接口，对一些常规函数，用户不必显示声明其接口信息，编译器也能正确识别。但当外部函数的形参具有ALLOCATABLE, ASYNCHRONOUS, OPTIONAL, POINTER, TARGET, VALUE, VOLATILE属性时，必须显示声明接口信息。下列情况之一也必须使用接口界面块：
● 外部函数返回值为指针、数组或可变长度字符串；
● 形参为数组片段；
● 参数个数不确定或包含可选参数；
● 改变参数传递顺序；
● 子程序中扩展了赋值号的使用范围。
接口界面块的使用较为简单，在接口界面块(interface-end interface)之间写入函数形参类型说明语句，即去掉所有可执行语句后的剩余部分。下面的例子给出了函数返回数组时以及具有可选参数时使用interface的例子：
01 |
program Fcode_cn |
02 |
integer::i=0, j=1, k=2, m(2) |
03 |
|
04 |
interface ! 接口块 |
05 |
subroutine sub1(i,j,k) |
06 |
integer,optional::k |
07 |
integer i,j |
08 |
end subroutine |
09 |
|
10 |
function func1(j,k) |
11 |
integer j, k |
12 |
integer func1(2) |
13 |
end function |
14 |
end interface |
15 |
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16 |
m = func1(j,k) |
17 |
print*, m ! m=3,-1 |
18 |
|
19 |
call sub1(i,j,k) |
20 |
print*, i ! i=3 |
21 |
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22 |
call sub1(i,j) |
23 |
print*, i ! i=1 |
24 |
|
25 |
pause |
26 |
end |
27 |
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28 |
function func1(j,k) |
29 |
integer j, k |
30 |
integer func1(2) |
31 |
func1(1) = j + k |
32 |
func1(2) = j - k |
33 |
end function |
34 |
|
35 |
subroutine sub1(i,j,k) |
36 |
integer,optional::k |
37 |
integer i,j |
38 |
if( present(k) ) then |
39 |
i = j + k |
40 |
else |
41 |
i = j |
42 |
end if |
43 |
end subroutine |
2、函数重载
某些情况下，我们需要对不同类型或不同数量的参数做相似或相同的操作，由于参数类型、数量不同，我们需要编写不同的函数来处理。比如求绝对值，如果参数是4字节整数，我们需要调用iabs函数；如果参数是4字节或8字节实数，我们需要分别调用abs或dabs函数。
由于需要记住多个功能相同或相近的函数，增加了我们使用这些函数的难度，同时也增加了出错的可能性，比如将实数传递给iabs函数。
上述函数的功能相同，只是参数类型或个数不同，那么可否使用同一个函数名来执行它们呢？当然可以，这就是函数重载。函数重载允许通过调用通用过程名来执行特定函数。当用户调用通用过程名时，编译器首先检查传入参数的类型和数量，再调用与之匹配(类型和数量相同)的特定函数来执行具体任务。
例如我们建立通用过程名abs来求绝对值，用户在任何情况都只需调用abs，编译器会自动选用合适的特定函数执行对应操作：当传入参数是4字节整数，就调用iabs函数；如果是8字节实数，则调用dabs函数。
下面用求绝对值的例子说明函数重载功能。为与Fortran内在函数abs区别开来，我们在函数名后添加“_f”。
01 |
module abs_module |
02 |
implicit none |
03 |
interface abs_f |
04 |
module procedure abs_f, dabs_f, iabs_f |
05 |
end interface |
06 |
contains |
07 |
function abs_f(x) |
08 |
real(4) abs_f, x |
09 |
if( x<0.0_4 ) then |
10 |
abs_f = -x |
11 |
else |
12 |
abs_f = x |
13 |
end if |
14 |
end function abs_f |
15 |
|
16 |
function dabs_f(x) |
17 |
real(8) dabs_f, x |
18 |
if( x<0.0_8 ) then |
19 |
dabs_f = -x |
20 |
else |
21 |
dabs_f = x |
22 |
end if |
23 |
end function dabs_f |
24 |
|
25 |
function iabs_f(x) |
26 |
integer(4) iabs_f, x |
27 |
if( x<0 ) then |
28 |
iabs_f = -x |
29 |
else |
30 |
iabs_f = x |
31 |
end if |
32 |
end function iabs_f |
33 |
end module abs_module |
34 |
|
35 |
program Fcode_cn |
36 |
use abs_module |
37 |
real(4):: x=-2.0_4 |
38 |
real(8):: y=-3.0_8 |
39 |
integer(4)::z=-4 |
40 |
|
41 |
print*, abs_f(x) |
42 |
print*, dabs_f(y), abs_f(y) |
43 |
print*, iabs_f(z), abs_f(z) |
44 |
|
45 |
pause |
46 |
end |
执行结果：
2.000000
3.00000000000000 3.00000000000000
4 4
代码分析：我们使用interface创建了一个函数重载，其通用过程名(interface之后的标识符)为abs_f，包含三个特定过程abs_f, dabs_f, iabs_f。需要注意，通用过程名可以与其中一个特定过程名一致，也可以不一致；但特定过程名之间必须不同。每个特定过程的形参类型和数量不能完全一致。
interface abs_f
module procedure abs_f, dabs_f, iabs_f
end interface
在程序执行过程中，调用通用过程名时，编译器首先检查实参的类型和数量，并与特定过程的接口信息相匹配。如果匹配成功，则调用相应特定函数(故dabs_f(y)和abs_f(y)的结果是一致的)；否则编译器会报错。
比如调用 abs_f(12_8), 由于我们没有给出针对8字节整数求绝对值的特定函数，编译器则会报错。
3、操作符和赋值符(=)重载
常规运算中，我们经常用到算术操作符(+,-,*,/,**)、关系操作符(<,<=,>,>=,==,/=)以及赋值符(=)，同时也会发现其使用具有一定的局限性：只能对特定的数据类型进行运算，不能直接用于派生数据类型。
比如两个时间相减，我们不能直接使用“-”进行操作，而需要编写特定的函数。针对这一问题，Fortran90引入了操作符重载功能。我们先看下面一段代码：
01 |
module time_class |
02 |
implicit none |
03 |
type time !定义一个时间类结构体 |
04 |
integer(1) hour, minute, second |
05 |
end type |
06 |
interface operator(-) !重载操作符- |
07 |
module procedure timeMinus |
08 |
end interface |
09 |
interface assignment(=) !重载赋值符= |
10 |
module procedure assign_time |
11 |
end interface |
12 |
interface operator(.minus.) !自定义操作符.minus. |
13 |
module procedure timeMinus |
14 |
end interface |
15 |
contains |
16 |
! 两个时间相减 |
17 |
function timeMinus(time1,time2) |
18 |
type(time),intent(in)::time1, time2 |
19 |
type(time) timeminus |
20 |
integer n |
21 |
n=(time1.hour-time2.hour)*3600 + (time1.minute-time2.minute)*60 +(time1.second-time2.second) |
22 |
if(n<0) n=n+3600*24 |
23 |
timeminus.second=mod(n,60) |
24 |
n=n/60 |
25 |
timeminus.minute=mod(n,60) |
26 |
timeminus.hour=n/60 |
27 |
end function |
28 |
! 如果time类数据正确，将其赋值给res；否则输出错误提示 |
29 |
subroutine assign_time(res,time1) |
30 |
type(time),intent(in):: time1 |
31 |
type(time),intent(out):: res |
32 |
if(time1.hour>=0 .and. time1.hour<=23) then |
33 |
if(time1.minute>=0 .and. time1.minute<=59) then |
34 |
if(time1.second>=0 .and. time1.second<=59) then |
35 |
res.hour=time1.hour |
36 |
res.minute=time1.minute |
37 |
res.second=time1.second |
38 |
return |
39 |
end if |
40 |
end if |
41 |
end if |
42 |
write(*,*) "time类数据错误." |
43 |
end subroutine |
44 |
end module |
45 |
|
46 |
program fcode_cn |
47 |
use time_class |
48 |