fortran简单排序算法，对一维、二维矩阵进行正序或倒序排序

0. 引言
1. 算法实现
- 1.1 一维数组排序
- 1.2 二维数组排序
- 1.2 module文件
2. 结语

0. 引言

排序算法是计算机科学中的一项重要技术，它将一组数据按照特定的顺序排列起来。排序算法有很多种，如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等。排序算法在数据处理和计算机科学中具有重要的意义，它能够帮助我们进行数据的组织和检索，分析和统计，去重和筛选，提高程序的效率，推动算法理论研究和算法工程的开发。

本篇基于Fortran内置函数minloc和maxlox对一维、二维矩阵进行可控的正序和倒序排列。

1. 算法实现

1.1 一维数组排序

示例1 生成一个随机一维向量，调用module文件下的sort_simple函数进行正序和倒序排列，sort_simple函数的一般形式为：

function sort_simple(array, bool)result(array2)

其中，array为待排序的一维向量；bool可选参数，默认正序排列，设置为True时倒序排列；array2为返回排序后的结果，size和array的size一致。

! Main文件 简单一维排序
program mainuse, intrinsic ::  iso_fortran_envuse base_math!> 三种排序比较 调用简单排序real(real64),allocatable :: array(:),array2(:),array3(:)integer :: ireal(real64) :: t_beg,t_end,t_samplereal(real64),allocatable,dimension(:) :: arrallocate( array(12) ) ! 假定数组长度为12call random_seedcall random_number(array) ! 生成随机数组call cpu_time(t_beg)array2 = sort_simple(array) array3 = sort_simple(array, .true.)call cpu_time(t_end)t_sample = t_end - t_beg ! 记录用时do i = 1, size(array2)write(*, '(f12.7,1X,f12.7,1X,f12.7)')array2(i),array3(i)enddo
end program

执行结果如下，能够看到array2和array3分别输入了正序排列和倒序排列的结果，数据量少时可以适用，数据量多的时候该方法比较耗时，后续会有其他方法分享。

1.2 二维数组排序

示例2 生成一个随机二维向量，调用module文件下的sort_simple_dim2函数进行正序和倒序排列，sort_simple_dim2函数的一般形式为：

function sort_simple_dim2( array, dim, bool)result(array2)

其中，array为输入要排序的二维矩阵，dim控制对行或列进行排序，1为行，2为列；bool可选参数，默认正序排列，设置为True时倒序排列。

! Main文件 简单二维排序
program mainuse, intrinsic ::  iso_fortran_envuse base_mathreal(real64),allocatable :: array(:,:),array2(:,:),array3(:,:)integer(int32) :: i,jallocate(array(4,4))call random_seedcall random_number(array) ! 生成随机数组array2 = sort_simple_dim2( array, 1)array3 = sort_simple_dim2( array, 1,.true.)print *,"二维数组array倒序排列(排序前)："do i = 1, size(array3,1)write(*, '( *(f12.7,1X) )')(array3(i,j),j=1,size(array3,2))enddoprint *,"二维数组array正序排列(排序后)："do i = 1, size(array2,1)write(*, '( *(f12.7,1X) )')(array2(i,j),j=1,size(array2,2))enddoend

1.2 module文件

module文件 中内容如下，包含了两个用于排序的函数体：

! module文件
module base_math
use, intrinsic ::  iso_fortran_env
implicit nonecontains    !** 排序(一维简单排序)     
function sort_simple(array, bool)result(array2)
implicit none
real(real64)  ::   array(:)
logical,optional :: bool
integer(int32) :: count,i,cont
integer(int32) :: index(1)
real(real64)    ,allocatable  :: array2(:),array3(:)
logical :: bool2
real(real64) :: num1,num2
real(real64),parameter :: hg = huge (0.d0)
real(real64),parameter :: eps = epsilon(0.d0)bool2 = .false.
if(present(bool))bool2 = bool ! 控制倒序还是正序(默认是正序)count = size(array)
if(count == 1)return
array3 = array
allocate(array2, source = array)
cont = 0
docont = cont + 1if(.not. bool2)thenindex = minloc(array3)array2(cont) = array3(index(1))array3(index) = hgelseindex = maxloc(array3)array2(cont) = array3(index(1))array3(index) = epsendifif(cont == count)exit
enddoend function! 二维矩阵按行排序/按列排序(将每一行或列按一定的次序排列)
function sort_simple_dim2( array, dim, bool)result(array2)
real(real64),allocatable,intent(in) :: array(:,:)
integer(int32),intent(in) :: dim
logical,optional :: bool
real(real64),allocatable :: array2(:,:)
real(real64),allocatable :: array3(:,:)
integer(int32) :: i
logical :: bool2if( .not.allocated(array) )return
if(size(array,1) == 1 .and. size(array,2) == 1)returnbool2 = .false.
if(present(bool))bool2 = bool ! 控制倒序还是正序(默认是正序)
array3 = arrayallocate(array2,source = array)
if(dim == 1)then ! 逐行排序do i = 1, size(array,1)array2(i,:) = sort_simple(array(i,:), bool2)enddoelseif(dim == 2)then ! 逐列进行排序do i = 1, size(array,2)array2(:,i) = sort_simple(array(:,i), bool2)enddo    
endifend functionend module base_math