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Fortran基本用法小结档

Fortran基本用法小结目录:一、说明二、概述三、数据类型及基本输入输出四、流程控制五、循环六、数组七、函数八、文件一、说明本文多数内容是我读彭国伦《Fortran 95 程序设计》的笔记。

只读到第九章,主要是3~9章,都是些最基本的用法(原书共16章)。

这里主要摘录了我看书过程中总结的一些Fortran和C不同的地方,主要是语法方面。

希望这份笔记能够给学过C但没有接触过Fortran的同学带去一些帮助。

要想弄得更清楚些,推荐看一下原书,觉得作者真的写得很好,很清楚;如果有C语言的基础,看完前九章应该很快的,花一两天就行了。

觉得如果耐心看完本文,基本功能应该也可以顺利用起来了。

另外,由于我之前没有用过Fortran,这次为了赶文档看书又看得很粗浅,大多数东西看过之后都没来得及仔细想,只是按着作者的意思去理解。

所以这份笔记还处于纸上谈兵的层次。

如果有不妥的地方,希望大家指正。

谢谢!文中蓝色的部分是程序代码,!后面的内容为注释。

二、概述1、名词解释Fortran=Formula Translator/Translation一看就知道有什么特色了:可以把接近数学语言的文本翻译成机械语言。

的确,从一开始,IBM设计它的时候就是为了方便数值计算和科学数据处理。

设计强大的数组操作就是为了实现这一目标。

Fortran奠定了高级语言发展的基础。

现在Fortran在科研和机械方面应用很广。

2、Fortran的主要版本及差别按其发展历史,Fortran编译器的版本其实很多。

现在在广泛使用的是Fortran 77和Fortran90。

Fortran 90在Fortran 77基础上添加了不少使用的功能,并且改良了77编程的版面格式,所以编程时推荐使用90。

鉴于很多现成的程序只有77版本,有必要知道77的一些基本常识,至少保证能够看懂77程序。

以下是77和90的一些格式上的区别。

Fortran 77:固定格式(fixed format),程序代码扩展名:.f或.for (1)若某行以C,c或*开头,则该行被当成注释;(2)每行前六个字符不能写程序代码,可空着,或者1~5字符以数字表明行代码(用作格式化输入输出等);7~72为程序代码编写区;73往后被忽略;(3)太长的话可以续行,所续行的第六个字符必须是"0"以外的任何字符。

Fortran 90:自由格式(free format),扩展名:.f90(1)以"!"引导注释;(2)每行可132字符,行代码放在每行最前面;(3)以&续行,放在该行末或下行初。

以下都是讨论Fortran 90。

3、Fortran的一些特点和C不同,在下面涉及具体方面时可以看到。

这里只是大致提一些。

(1)不分大小写(2)每句末尾不必要写分号(3)程序代码命令间的空格没有意义(4)不像C,Fortran不使用{ }(5)数据类型多出了复数和逻辑判断类型。

比如复数类型complex :: a !声明复数的方法。

复数显然方便了科学计算,满足了工程方面的需求a=(1.0,2.0) ! a=1+i(6)多出了乘幂运算(**)。

乘幂除了整数还可以是实数形式。

如开方,开立方a=4.0**0.5,a=8.0**(1.0/3.0)。

(7)数组有一些整体操作的功能;可以方便的对部分元素进行操作(8)有些情况下可以声明大小待定的数组,很实用的功能4、Fortran的基本程序结构先看一看所谓的"Hello Fortran"程序。

program main !程序开始,main是program的名字,完全自定义write(*,*) "Hello" !主程序stop !终止程序end [program[main]] !end用于封装代码,表示代码编写完毕。

[ ]中的内容可省略,下同。

再看一段实用一些的程序,好有点感性认识。

程序用于计算圆柱的表面积,要求输入底面半径和高。

其中展示了Fortran的一些特色用法。

程序摘自维基。

其实是一个叫的网上引用的维基的网页。

推荐去看看!能查到不少有意思的东西。

program cylinder !给主函数起个名字! Calculate the area of a cylinder.! Declare variables and constants.! constants=pi! variables=radius squared and heightimplicit none ! Require all variables to be explicitly declared ! 这个一般都是要写上的。

下面会进一步说明。

integer :: ierrcharacter :: ynreal :: radius, height, areareal, parameter :: pi = 3.1415926536 !这是常量的声明方法interactive_loop: do !do循环,Fortran中的循环可以加标签,如do前!面的 interactive_loop就是标签! Prompt the user for radius and height and read them.write (*,*) 'Enter radius and height.' !屏幕输出read (*,*,iostat=ierr) radius,height !键盘输入。

isotat的值用于判断!输入成功否。

! If radius and height could not be read from input,! then cycle through the loop.if (ierr /= 0) thenwrite(*,*) 'Error, invalid input.'cycle interactive_loop !cycle 相当于C里的continueend if! Compute area. The ** means "raise to a power."area = 2 * pi * (radius**2 + radius*height) ! 指数运算比C 方便! Write the input variables (radius, height)! and output (area) to the screen.write (*,'(1x,a7,f6.2,5x,a7,f6.2,5x,a5,f6.2)') & !"&"表示续行。

这里!还显示了格式化输出'radius=',radius,'height=',height,'area=',areayn = ' 'yn_loop: do !内嵌的另一个do循环write(*,*) 'Perform another calculation? y[n]'read(*,'(a1)') ynif (yn=='y' .or. yn=='Y') exit yn_loopif (yn=='n' .or. yn=='N' .or. yn==' ') exit interactive_loop end do yn_loop !结束内嵌do循环end do interactive_loopend program cylinderFortran程序的主要结构就是这样了。

一般还会有些module的部分在主函数前,函数在主函数后。

三、数据类型及基本输入输出1、数据类型,声明及赋初值(1)integer:短整型kind=2, 长整型kind=4integer([kind=]2) :: a=3如果声明成integer:: a,则默认为长整型。

!"::" 在声明并同时赋初值时必须要写上;类型名后面有形容词时也必须有;其他情况可略去 !所谓形容词,可以看一下这个。

比如声明常数real,parameter :: pi=3.1415926 。

parameter就是形容词。

(2)real:单精度kind=4(默认),双精度kind=8real([kind=]8) :: a=3.0还有指数的形式,如1E10为单精度,1D10为双精度(3)complex 单精度和双精度complex([kind=]4) b(4)charactercharacter([len=]10) c !len为最大长度(5)logicallogical*2 :: d=.ture. (等价于logical(2)::d=.ture.)(6)自定义类型type:类似于C中的structFortran 77中给变量赋初值常用DATA命令,可同时给多个变量赋初值data a,b,string /1, 2.0, 'fortran'/与C不同的是,Fortran中变量不声明也能使用,即有默认类型(跟implicit命令有关)。

按照默认的规定,以i,j,k,l,m,n开头的变量被定义为integer,其余为real。

取消该设置需在程序声明部分之前加implicit none。

彭国伦建议一般都使用该语句。

另一点关于声明的不同是Fortran有"等价声明":integer a,bequivalence(a,b)使得a,b使用同一块内存。

这样可以节省内存;有时可精简代码。

如:equivalence(很长名字的变量,比如三维数组的某个元素,a),之后使用a来编写程序就简洁多了。

2、基本输入输出输入:read(*,*) a !从键盘读入输出:write(*,*) "text" !在屏幕上输出。

Fortran 77用 'text'。

Fortran 90!一般" "和' '都可print *,"text" !只能屏幕输出(*,*)完整写为(unit=*,fmt=*)。

其中unit为输入/输出位置,如屏幕,文件等;fmt为格式。

如果这两项都写成*,则按默认的方式进行,即上面描述的。

print后面的*表示按默认格式输出。

四、流程控制1、运算符(1)逻辑运算符== /= > >= < <= !Fortran 90用法.EQ. .NE. .GT. .GE. .LT. .LE. !Fortran 77用法(2)涉及相互关系的集合运算符.AND. .OR. .NOT. .EQV. .NEQV.! 仅.NOT.连接一个表达式,其余左右两边都要有表达式(可以是logical类型的变量)!.EQV.:当两边逻辑运算值相同时为真, .NEQV.:当两边逻辑运算值不同时为真2、IF(1) 基本:if(逻辑判断式) then……end if如果then后面只有一句,可写为if(逻辑判断式) …… !then和end if可省略(2) 多重判断:if(逻辑判断式) then……else if……else ifelse……end if(3) 嵌套:if(逻辑判断式) thenif(逻辑判断式) thenif(逻辑判断式) thenelse if(逻辑判断式) then……else……end if !没必要跟C语句多时用{}了,因为有end ifend ifend if(4) 算术判断:program exampleimplicit nonereal cwrite (*,*) "input a number"read (*,*) cif(c) 10,20,30 !10,20和30为行代码,根据c小于/等于/大于0,执行10/20/30行的程序10 write (*,*) "A"goto 40 !goto可实现跳到任意前面或后面的行代码处,但用多了破坏程序结构20 write (*,*) "B"goto 4030 write (*,*) "C"goto 4040 stopend3、SELECT CASE类似于C的switch语句select case(变量)case(数值1) ! 比如case(1:5)代表1<=变量<=5会执行该模块…… !case(1,3,5)代表变量等于1或3或5会执行该模块case(数值2) !括号中数值只能是integer,character或logical型常量,不能是real型……case defaultend case4、PAUSE, CONTINUEpause暂停程序执行,按enter可继续执行continue貌似没什么用处,可用作封装程序的标志五、循环1、DOdo counter=初值, 终值, 增/减量 !counter的值从初值到终值按增/减量变化,…… !counter每取一个值对应着一次循环。

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