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我创建了一个程序来通过 runge-kutt 方法解决二体问题。我遇到了这个问题：当我调用从表达式返回二维数组元素的函数时，它也必须给出二维数组的元素（抱歉与术语混淆），我收到以下消息：

 error #6366: The shapes of the array expressions do not conform.
[X1]
      X1(DIM,i)=X1(DIM,i-1)+0.5D0*ABS(i/2)*H*K1(DIM,i-1,X1(DIM,i-1),X2(DIM,i-1),V1(DIM,i-1),V2(DIM,i-1),NDIM,ORD,2,maxnu)

我有这个函数的外部接口，显然编译器认为这是一个函数。

我必须澄清一些事情：

是的，它不完全是 Fortran，它是预处理器 Trefor，被莫斯科大学的天文学家使用（我只是一个学生）。这种语言与 fortran 非常相似，但更接近于许多学生学习的 C（例如分号）。Runge-Kutta 方法可以简写为： 我们有初值问题

dy/dt=f(t,y),   y(t0)=y0

y 是未知向量，在我的例子中包含 12 个分量（每个物体 3 个坐标和 3 个速度）

下一步是

y(n+1)=y(n)+1/6*h*(k1+2k2+2k3+k4), t(n+1)=t(n)+h
where
k1=f(tn,yn),
k2=f(tn+1/2h,yn+h/2*k1)
k3=f(tn+1/2h,yn+h/2*k2)
k4=f(tn+1/2h,yn+k3)

即在我的代码中 X1,2 和 V1,2 和 K_1,2 应该是向量，因为它们中的每一个都必须具有 3 个空间分量和每个“顺序”方法的 4 个分量。完整代码：

FUNCTION K1(DIM,i,X1,X2,V1,V2,NDIM,ORD,nu,maxnu)RESULT (K_1);
        integer,intent(in) :: i,DIM,nu;
        real(8) :: K_1;
        real(8) :: B1;
        real(8) :: R;
        real(8),intent(in) :: X1,X2,V1,V2;
COMMON/A/M1,M2,Fgauss,H;
        integer,intent(in) :: NDIM,ORD,maxnu;
Dimension :: B1(NDIM, ORD);
Dimension :: X1(NDIM,ORD),X2(NDIM,ORD),V1(NDIM,ORD),V2(NDIM,ORD);
Dimension :: K_1(NDIM,ORD);
   IF (nu>=2) THEN;
B1(DIM,i)=V1(DIM,i);
ELSE;
R=((X1(1,i)-X2(1,i))**2.D0+(X1(2,i)-X2(2,i))**2.D0+(X1(3,i)-X2(3,i))**2.D0)**0.5D0;
B1(DIM,i)=Fgauss*M2*(X2(DIM,i)-X1(DIM,i))/((R)**3.D0);
   END IF;
K_1(DIM,i)=B1(DIM,i);
      RETURN;
     END FUNCTION K1;

 FUNCTION K2(DIM,i,X1,X2,V1,V2,NDIM,ORD,nu,maxnu)RESULT (K_2);
        integer,intent(in) :: i,DIM,nu;
        real(8) :: K_2;
        real(8) :: B2;
        real(8) :: R;
        real(8),intent(in) :: X1,X2,V1,V2;
COMMON/A/M1,M2,Fgauss,H;
        integer,intent(in) :: NDIM,ORD,maxnu;
Dimension :: B2(NDIM,ORD);
Dimension :: X1(NDIM,ORD),X2(NDIM,ORD),V1(NDIM,ORD),V2(NDIM,ORD);
Dimension :: K_2(NDIM,ORD);
   IF (nu>=2) THEN;
B2(DIM, i)=V2(DIM,i);
ELSE;
R=((X1(1,i)-X2(1,i))**2.D0+(X1(2,i)-X2(2,i))**2.D0+(X1(3,i)-X2(3,i))**2.D0)**0.5D0;
B2(DIM, i)=Fgauss*M1*(X2(DIM,i)-X1(DIM,i))/((R)**3.D0);
   END IF;
K_2(DIM,i)=B2(DIM, i);
      RETURN;
        END FUNCTION K2;

 PROGRAM RUNGEKUTT;
   IMPLICIT NONE;
   Character*80 STRING;
real(8) :: M1,M2,Fgauss,H;
real(8) :: R,X1,X2,V1,V2;
 integer :: N,i,DIM,NDIM,maxnu,ORD;
 integer :: nu;
 PARAMETER(NDIM=3,ORD=4,maxnu=2);
   Dimension :: X1(NDIM,ORD),X2(NDIM,ORD);
   Dimension :: V1(NDIM,ORD),V2(NDIM,ORD);
INTERFACE;
    FUNCTION K1(DIM,i,X1,X2,V1,V2,NDIM,ORD,nu,maxnu)RESULT (K_1);
        integer,intent(in) :: i,DIM,nu;
        real(8) :: K_1;
        real(8) :: R;
        real(8) :: B1;
        real(8),intent(in) :: X1,X2,V1,V2;
COMMON/A/M1,M2,Fgauss,H;
        integer,intent(in) :: NDIM,ORD,maxnu;
Dimension :: B1(NDIM, ORD);
Dimension :: X1(NDIM,ORD),X2(NDIM,ORD),V1(NDIM,ORD),V2(NDIM,ORD);
Dimension :: K_1(NDIM,ORD);
END FUNCTION K1;
 FUNCTION K2(DIM,i,X1,X2,V1,V2,NDIM,ORD,nu,maxnu)RESULT (K_2);
        integer,intent(in) :: i,DIM,nu;
        real(8) :: K_2;
        real(8) :: R;
        real(8) :: B2;
        real(8),intent(in) :: X1,X2,V1,V2;
COMMON/A/M1,M2,Fgauss,H;
        integer,intent(in) :: NDIM,ORD,maxnu;
Dimension :: B2(NDIM,ORD);
Dimension :: X1(NDIM,ORD),X2(NDIM,ORD),V1(NDIM,ORD),V2(NDIM,ORD);
Dimension :: K_2(NDIM,ORD);
END FUNCTION K2;
END INTERFACE;
        open(1,file='input.dat');
         open(2,file='result.res');
         open(3,file='mid.dat');
   READ(1,'(A)') STRING;
   READ(1,*)  Fgauss,H;
   READ(1,*)  M1,M2;
   READ(1,*)  X1(1,1),X1(2,1),X1(3,1),V1(1,1),V1(2,1),V1(3,1);
   READ(1,*)  X2(1,1),X2(2,1),X2(3,1),V2(1,1),V2(2,1),V2(3,1);
   WRITE(*,'(A)') STRING;
   WRITE(3,'(A)') STRING;
   WRITE(3,'(A,2G14.6)')' Fgauss,H:',Fgauss,H;
   WRITE(3,'(A,2G14.6)')' M1,M2:',M1,M2;
   WRITE(3,'(A,6G17.10)')' X1(1,1),X1(2,1),X1(3,1),V1(1,1),V1(2,1),V1(3,1):',X1(1,1),X1(2,1),X1(3,1),V1(1,1),V1(2,1),V1(3,1);
   WRITE(3,'(A,6G17.10)')' X2(1,1),X2(2,1),X2(3,1),V2(1,1),V2(2,1),V2(3,1):',X2(1,1),X2(2,1),X2(3,1),V2(1,1),V2(2,1),V2(3,1);
  R=((X1(1,1)-X2(1,1))**2.D0+(X1(2,1)-X2(2,1))**2.D0+(X1(3,1)-X2(3,1))**2.D0)**0.5D0;
        N=0;

        _WHILE N<=100 _DO;
         i=2;
          _WHILE i<=ORD _DO;
         DIM=1;

           _WHILE DIM<=NDIM _DO;
X1(DIM,i)=X1(DIM,i-1)+0.5D0*ABS(i/2)*H*K1(DIM,i-1,X1(DIM,i-1),X2(DIM,i-1),V1(DIM,i-1),V2(DIM,i-1),NDIM,ORD,2,maxnu);
X2(DIM,i)=X2(DIM,i-1)+0.5D0*H*ABS(i/2)*K2(DIM,i-1,X1(DIM,i-1),X2(DIM,i-1),V1(DIM,i-1),V2(DIM,i-1),NDIM,ORD,2,maxnu);
V1(DIM,i)=V1(DIM,i-1)+0.5D0*H*ABS(i/2)*K1(DIM,i-1,X1(DIM,i-1),X2(DIM,i-1),V1(DIM,i-1),V2(DIM,i-1),NDIM,ORD,1,maxnu);
V2(DIM,i)=V2(DIM,i-1)+0.5D0*H*ABS(i/2)*K2(DIM,i-1,X1(DIM,i-1),X2(DIM,i-1),V1(DIM,i-1),V2(DIM,i-1),NDIM,ORD,1,maxnu);

                DIM=DIM+1;
                _OD;
          i=i+1;
        _OD;

        _WHILE DIM<=NDIM _DO;
X1(DIM,1)=X1(DIM,1)+1.D0/6.D0*H*(K1(DIM,1,X1(DIM,1),X2(DIM,1),V1(DIM,1),V2(DIM,1),NDIM,ORD,2,maxnu)+2.D0*K1(DIM,2,X1(DIM,2),X2(DIM,2),V1(DIM,2),V2(DIM,2),NDIM,ORD,2,maxnu)+2.D0*K1(DIM,3,X1(DIM,3),X2(DIM,3),V1(DIM,3),V2(DIM,3),NDIM,ORD,2,maxnu)+K1(DIM,4,X1(DIM,4),X2(DIM,4),V1(DIM,4),V2(DIM,4),NDIM,ORD,2,maxnu));

X2(DIM,1)=X2(DIM,1)+1.D0/6.D0*H*(K2(DIM,1,X1(DIM,1),X2(DIM,1),V1(DIM,1),V2(DIM,1),NDIM,ORD,2,maxnu)+2.D0*K2(DIM,2,X1(DIM,2),X2(DIM,2),V1(DIM,2),V2(DIM,2),NDIM,ORD,2,maxnu)+2.D0*K2(DIM,3,X1(DIM,3),X2(DIM,3),V1(DIM,3),V2(DIM,3),NDIM,ORD,2,maxnu)+K2(DIM,4,X1(DIM,4),X2(DIM,4),V1(DIM,4),V2(DIM,4),NDIM,ORD,2,maxnu));

V1(DIM,1)=V1(DIM,1)+1.D0/6.D0*H*(K1(DIM,1,X1(DIM,1),X2(DIM,1),V1(DIM,1),V2(DIM,1),NDIM,ORD,1,maxnu)+2.D0*K1(DIM,2,X1(DIM,2),X2(DIM,2),V1(DIM,2),V2(DIM,2),NDIM,ORD,2,maxnu)+2.D0*K2(DIM,3,X1(DIM,3),X2(DIM,3),V1(DIM,3),V2(DIM,3),NDIM,ORD,2,maxnu)+K2(DIM,4,X1(DIM,4),X2(DIM,4),V1(DIM,4),V2(DIM,4),NDIM,ORD,2,maxnu));

V2(DIM,1)=V2(DIM,1)+1.D0/6.D0*H*(K2(DIM,1,X1(DIM,1),X2(DIM,1),V1(DIM,1),V2(DIM,1),NDIM,ORD,1,maxnu)+2.D0*K2(DIM,2,X1(DIM,2),X2(DIM,2),V1(DIM,2),V2(DIM,2),NDIM,ORD,1,maxnu)+2.D0*K2(DIM,3,X1(DIM,3),X2(DIM,3),V1(DIM,3),V2(DIM,3),NDIM,ORD,1,maxnu)+K2(DIM,4,X1(DIM,4),X2(DIM,4),V1(DIM,4),V2(DIM,4),NDIM,ORD,1,maxnu));

        _OD;
        R=((X1(1,5)-X2(1,5))**2.D0+(X1(2,5)-X2(2,5))**2.D0+(X1(3,5)-X2(3,5))**2.D0)**0.5D0;
          N=N+1;
 write(2,'(A,1i5,6g12.5)')' N,X1(1,1),X1(2,1),X1(3,1),X2(1,1),X2(2,1),X2(3,1):',N,X1(1,1),X1(2,1),X1(3,1),X2(1,1),X2(2,1),X2(1,1),X2(2,1),X2(3,1);
        _OD;

END PROGRAM RUNGEKUTT;

请帮忙，看来，我不明白使用函数的东西！

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2 回答 2

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MSB 走在正确的轨道上，但我认为这里足以解决问题。如前所述，函数 K1 返回一个二维数组。但是表达式中的所有其他操作数都是标量（嗯，我不知道 H 是什么，但这可能并不重要。）最终发生的是表达式计算为一个数组，标量扩展为需要匹配。然后你最终将一个数组分配给一个标量，这就是错误的原因。

我对 Runge-Kutta 不够熟悉，无法建议您想要什么。但您可能希望函数返回标量，而不是数组。

于 2013-08-06T01:38:21.753 回答
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你在计算缩放器吗？如果我了解您要执行的操作，该函数将返回一个二维数组，但您只分配给它的一个元素。为什么不让函数返回一个缩放器值而不是一个数组？

数组消息是关于表达式中数组形状之间的不一致。你还没有显示所有的声明，所以我们无法弄清楚。

编码风格提示：0）有错字吗？应该是Function K1吗？1) 每行末尾不需要分号。Fortran 不是 C。 2) 至少对我而言，如果您将与每个变量有关的所有声明放在一行上，而不是类型、意图和维度的单独行，那么您的代码将更具可读性。例如：

real, dimension (NDIM,ORD), intent (in) :: X1

编辑问题后编辑：

机器编写的代码很丑陋。

很明显，您需要对所有维度进行计算。问题是在哪里。代码显示了包含函数调用的循环，而不是包含循环的函数。通过这种整体设计，您计算输出数组的单个元素（即缩放变量）并将其作为函数返回而不是让函数返回数组是有意义的。对于这种设计，返回仅包含单个使用元素的二维数组几乎没有意义。而且由于您在主程序中的语句需要一个缩放器，因此您会从编译器中收到错误消息。所以重新设计你的函数来返回一个缩放器。

当需要数组时，看起来您正在调用 K1，实际参数是单个元素。例如，X1(DIM,i-1)当函数需要一个 size 的数组时，您有第三个参数X1(NDIM,ORD)。这也是一个问题，因为实际（即调用）和虚拟参数（即函数）的不一致。如果函数 K1 要做选择适当数组元素的工作，则需要将整个数组传递给它。如果调用是选择适当的数组元素，则重写 K1 以使用缩放器而不是数组作为输入参数。您需要一致的设计。

于 2013-08-05T23:43:38.653 回答