矩阵初始化-如何避免重叠

Question

我有一个21x21矩阵，它在大多数情况下都包含1。某些元素需要用离散数字进行初始化。现有的解决方案是两步初始化：首先将所有元素设置为1，然后将选定的元素重新分配为离散数。

这是在遗留的FORTRAN77代码中实现的，请参阅下文，它可以与gfortran-4.9一起很好地编译（即使没有警告）。

然而，我需要在运行gfortran-4.4的旧服务器上编译它。由于"重叠初始化"，这与f2c或g95编译器等替代工具一起失败。

现在，我如何在特殊的BLOCK DATA程序单元中重新编码避免这种重叠的问题？我还认为不建议使用"英特尔Fortran编译器"进行初始化，因为初始化的顺序无法保证。

      SUBROUTINE TEST 
      REAL*8 MAT(21,21)
      COMMON /PARAMETERS/ MAT
      END
      BLOCK DATA 
      REAL*8 MAT(21,21)
      COMMON /PARAMETERS/ MAT
      DATA MAT/441*1/
      DATA (MAT(1,J),J=2,19)/
     &     0.971440D0, 0.940444D0, 1, 0.994435D0, 0.708218D0,
     &     0.931484D0, 1.170520D0, 0.990124D0, 1, 1.019530D0,
     &     0.989844D0, 1.002350D0, 0.999248D0, 1.107274D0, 0.880880D0,
     &     0.880973D0, 0.881047D0, 0.881141D0/
      DATA (MAT(2,J),J=3,14)/
     &     1.022740D0, 0.970120D0, 0.945939D0, 0.744954D0, 0.902271D0,
     &     1.084320D0, 1.005710D0, 1.021000D0, 0.944914D0, 0.973384D0,
     &     0.959340D0, 0.945520D0/
      DATA (MAT(3,J),J=4,19)/
     &     0.925053D0, 0.940237D0, 0.849408D0, 0.955052D0, 1.281790D0,
     &     1.5D0, 1, 0.904849D0, 0.897342D0, 0.724255D0,
     &     0.859744D0, 0.855134D0, 0.831229D0, 0.808310D0, 0.784323D0,
     &     0.745171D0/
      DATA (MAT(4,J),J=5,14)/1.022540D0, 0.493148D0, 0.944871D0,
     &     1.144440D0, 3*1, 1.013040D0, 1, 1.00532D0/
      DATA (MAT(5,J),J=8,12)/1.034787D0, 3*1, 1.0049D0/
      DATA (MAT(7,J),J=15,19)/1.008492D0, 1.010124D0, 1.011501D0,
     &     1.012821D0, 1.014089D0/
      DATA (MAT(8,J),J=9,12)/1.1D0, 1, 1.3D0, 1.3D0/
      END

Answer 1

如果不允许"重叠初始化"，一种简单的方法可能只是在特定数据前后插入n*1，并在剩余部分填充1，例如

      BLOCK DATA 
      REAL*8 MAT(21,21)
      COMMON /PARAMETERS/ MAT
      DATA MAT(1,:) / 1,
     &     0.971440D0, 0.940444D0, 1, 0.994435D0, 0.708218D0,
     &     0.931484D0, 1.170520D0, 0.990124D0, 1, 1.019530D0,
     &     0.989844D0, 1.002350D0, 0.999248D0, 1.107274D0, 0.880880D0,
     &     0.880973D0, 0.881047D0, 0.881141D0, 2*1 /
      DATA MAT(2,:) / 2*1,
     &     1.022740D0, 0.970120D0, 0.945939D0, 0.744954D0, 0.902271D0,
     &     1.084320D0, 1.005710D0, 1.021000D0, 0.944914D0, 0.973384D0,
     &     0.959340D0, 0.945520D0, 7*1 /
      DATA MAT(3,:) / 3*1,
     &     0.925053D0, 0.940237D0, 0.849408D0, 0.955052D0, 1.281790D0,
     &     1.5D0, 1, 0.904849D0, 0.897342D0, 0.724255D0,
     &     0.859744D0, 0.855134D0, 0.831229D0, 0.808310D0, 0.784323D0,
     &     0.745171D0, 2*1 /
      DATA MAT(4,:) / 4*1,
     &     1.022540D0, 0.493148D0, 0.944871D0,
     &     1.144440D0, 3*1, 1.013040D0, 1, 1.00532D0, 7*1 /
      DATA MAT(5,:) / 7*1, 1.034787D0, 3*1, 1.0049D0, 9*1 /
      DATA MAT(6,:) / 21*1 /
      DATA MAT(7,:) / 14*1,
     &     1.008492D0, 1.010124D0, 1.011501D0,
     &     1.012821D0, 1.014089D0, 2*1 /
      DATA MAT(8,:) / 8*1, 1.1D0, 1, 1.3D0, 1.3D0, 9*1 /
      DATA MAT(9:21,:) / 273*1 /
      END

正如评论中所建议的，另一种方法是用数组赋值来替换所有的DATA语句，例如

      SUBROUTINE init_data
      IMPLICIT NONE
      REAL*8 MAT(21,21), ONE
      COMMON /PARAMETERS/ MAT
      PARAMETER ( ONE = 1.0D0 )
      INTEGER i
      MAT(:,:) = ONE
      MAT(1, 2:19) = [
     &     0.971440D0, 0.940444D0, ONE,        0.994435D0, 0.708218D0,
     &     0.931484D0, 1.170520D0, 0.990124D0, ONE,        1.019530D0,
     &     0.989844D0, 1.002350D0, 0.999248D0, 1.107274D0, 0.880880D0,
     &     0.880973D0, 0.881047D0, 0.881141D0 ]
      MAT(2, 3:14) = [
     &     1.022740D0, 0.970120D0, 0.945939D0, 0.744954D0, 0.902271D0,
     &     1.084320D0, 1.005710D0, 1.021000D0, 0.944914D0, 0.973384D0,
     &     0.959340D0, 0.945520D0 ]
      MAT(3, 4:19) = [
     &     0.925053D0, 0.940237D0, 0.849408D0, 0.955052D0, 1.281790D0,
     &     1.5D0,      ONE,        0.904849D0, 0.897342D0, 0.724255D0,
     &     0.859744D0, 0.855134D0, 0.831229D0, 0.808310D0, 0.784323D0,
     &     0.745171D0 ]
      MAT(4, 5:14) = [ 1.022540D0, 0.493148D0, 0.944871D0,
     &     1.144440D0, (ONE,i=1,3), 1.013040D0, ONE, 1.00532D0 ]
      MAT(5, 8:12) = [ 1.034787D0, (ONE,i=1,3), 1.0049D0 ]
      MAT(7, 15:19) = [ 1.008492D0, 1.010124D0, 1.011501D0,
     &                  1.012821D0, 1.014089D0 ]
      MAT(8, 9:12) = [ 1.1D0, ONE, 1.3D0, 1.3D0 ]
      END

虽然我已经确认这段代码适用于gfortran 4.4.7，但对于更旧的编译器，比如(/ 1.0d0, 2.0d0, ... /)，可能需要使用(/.../)而不是[...]。还请注意，在第二种方法中，我们需要在程序的某个点调用init_data，而BLOCK DATA在执行程序时自动初始化数据。

Answer 2

可以构造一个只调用一次的例程。例程将从准备好的文件中读取矩阵的数据。这肯定会解决任何编译器的问题。