Fortran语言基础Word文档下载推荐.docx
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FreeFormat（自由格式）和FixedFormat（固定格式）。
固定格式属于旧式写法，他在编写版面上有很多限制。
自由格式是Fortran90之后的新写法，取消了许多旧的限制。
Fortran程序代码扩展名为*.F或*.FOR的文件是以FixedFormat编写的程序；
以*.F90为扩展名的文件，是以FreeFormat编写的程序。
今后我们编写的程序建议采用自由格式编写。
1.1.1FixedFormat（固定格式）
在固定格式中，规定了程序代码每一行中每个字段的意义。
第7~72个字符是可以用来编写程序的字段。
每一行的前5个字符只能是空格或者是数字，数字用来作为“行代码”。
每一行的第6个字符只能是空格或者“0”以外的字符。
第1个字符：
如果是字母C,c或者星号*，这一行文本会被当作说明批注，不会被编译。
第1~5个字符：
如果是数字，就是用来给这一行程序代码取个代号。
不然只能是空格。
第6个字符：
如果是“0”以外的任何字符，表示这一行程序会接续上一行；
第7~72个字符：
Fortran程序代码的编写区域。
第73个字符之后：
不使用，超过的部分会被忽略，有的编译器会发出错误信息。
CFIXEDFORMATDEMO
programmain
write（*,*）'
15000.789'
10
write（*,*）
1'
Hello'
100write（*,*）'
10stop
end
注意：
程序中的空格，没有任何意义。
固定格式是配合早期使用穿孔卡片输入程序所发明的格式。
熟悉固定格式，有助于阅读早期的Fortran程序代码。
1.1.2FreeFormat（自由格式）
自由格式基本上允许非常自由地编写格式，他没有规定每一行的第几个字符有什么作用。
需要注意的事项只有以下几点：
（1）叹号“！
”后面的文本都是注释；
（2）每一行可以编写132个字符；
（3）行号放在每行程序的最前面；
（4）一行程序代码的最后如果是符号“&
”,代表下一行程序会和这一行连接。
如果一行程序代码的开头是符号&
，代表它会和上一行程序连接。
看一个自由格式编写的程序：
!
FreeFormat
programmain
write（*,*）"
Hello"
!
这也是注解
write（*,*）&
"
wr&
&
ite（*,*）"
end
1.1字符集
字符集是指编写Fortran程序时，所能使用的所有字符及符号。
Fortran所能使用的字符集有：
英文字母：
A~Z及a~z（英文字母不区分大小写）；
数字：
0~9；
22个特殊符号：
：
=+-*/.‘!
“%&
;
<
>
?
$_（还有一个显示不出来的空格符）
Fortran是不区分大小写的语言。
所以，INTEGER,Integer,inteGER是相同的命令。
1.2数据类型
整数（INTEGER）：
整数又可以分为长整型与短整型。
在个人计算机中长整型占用32bits（4bytes）的空间，长整型可以保存的数值范围在-2147483648~+2147483647（也就是-231+1~231）之间；
短整型占用16bits（2bytes）的空间，保存数值的范围在-32768~+32767之间。
浮点数（REAL）：
浮点数有两种类型：
单精度和双精度。
单精度浮点数占用32bits的空间，有效位数为6~7位。
可记录的最大数值为
，最小数值为
。
双精度浮点数占用64bits，有效位数为15~16位。
复数（COMPLEX）：
以
表示的复数，其中a,b是由两个浮点数来记录的。
字符型（CHARACTER）：
计算机除了记录数之外，可以记录一段文本或称作字符串。
记录一个字符需要一个字节。
逻辑型（LOGICAL）：
只有两种结果：
真（TRUE）和假（FALSE）。
在二进制中，通常以1代表真，0代表假。
使用Fortran编写程序，必须事先声明数据类型。
不同数据类型必须经过转换才能互通。
1.3数学表达式
Fortran使用的数学运算符号，根据运算优先级顺序排列如下：
+加法-减法
*乘法/除法
**乘幂（乘方）
（）括号
越是下面的运算符号，运算的优先级越高。
Fortran的数学表达式和手写的差别主要有三点：
（1）乘幂要连用两个星号**,例如
必须写成4**3；
（2）乘号不能省略，2a应当写作2*a；
（3）除法算式
应当写作（（a+b）*（c+d））/（2*（e+f））;
1.4变量命名
在Fortran中，变量命名要注意一些原则：
（1）变量的名称以使用英文字母为主，可以含有下划线或数字，但前缀必须是英文字母；
（2）变量名的长度最多31个字符；
（3）变量名不要与Fortran的命令名相同，也不要与程序名相同；
（4）程序中变量名不区分大小写。
1.5Fortran程序结构
程序开始PROGRAMMAIN
…………………
主程序代码WRITE（*,*）“Hello”
程序结束STOP
主程序代码结束END
例如：
stop
end
1、变量命名有哪些要求？
2、变量的类型有哪些？
3输入输出及声明
WRITE命令
语法：
WRITE（UNIT,FMT）
注释：
屏幕输出。
UNIT输出位置FMT输出格式。
默认格式WRITE（*,*）。
默认输出格式unit=6，也就是屏幕输出。
endprogrammain
其他的输出格式参考Fortran的帮助。
PRINT命令
print*,"
Print的用法和write大致相同，只是print后面不适用括号，而且只有一个星号。
这个星号的意义是不限定输出格式。
声明
所谓声明是指：
在程序代码中，程序员向编译器要求预留一些存放数据的内存空间。
看一个例子：
programex0404
integera
a=3
write（*,*）"
a="
a
integera声明变量为整型。
编写程序时，应当根据变量的类型选择适当的数据类型，数据类型选用不当，可能造成错误。
这种错误有时是编译器无法察觉的。
2.3.1整数类型（INTEGER）
语法：
integer（kind=n）a
kind的值决定整型数据类型。
kind=2短整型，kind=4长整型。
默认为长整型。
Integera
A=1.5
最终的结果为a=1，这是因为a为整型，会把小数部分无条件舍去。
2.3.2浮点数（REAL）
real（kind=n）a
kind的值决定浮点数的精度类型。
kind=4单精度浮点数（有效数字位数6~7位），kind=8双精度浮点数（有效数字位数15位）。
默认为单精度浮点数。
超大数值的设置：
单精度浮点数：
1.23E20
双精度浮点数：
1.232365D10
计算机在进行浮点数计算时，需要对位，由于有效数位的限制，可能造成大数吃小数的情况。
2.3.3复数（COMPLEX）
complex（kind=n）a
a=（x,y）
2.3.4字符及字符串（CHARACTER）
character（len=n）a
len决定字符串的长度。
字符串赋值由双引号定义
a=”Iamastudent!
”
programex0413
character（len=20）string
string="
Goodmorning."
write（*,*）string
string（6:
）="
evening."
重设设定从第6个字符之后的字符串
执行结果：
Goodmorning.
Goodevening.
Fortran的命令不区分大小写，但是在字符串中是区分大小写的。
关于字符串的有关函数，请查阅相关的帮助。
2.2.5逻辑变量（LOGICAL）
logicala
逻辑变量的值为“true”和“false”。
逻辑变量输出值为”T”和”F”
a=.true.
a=.false.
逻辑变量用于程序的逻辑判断语句，一般并不输出。
READ命令
read（*,*）a
programex0417
integera
read（*,*）a!
由键盘读入一个整数
write（*,*）a!
写出读进变量a的内容
Read命令用于实时接受用户从键盘输入数据。
Read命令配合输入格式可以方便读取文件中的数据。
有关格式命令参考帮助文件。
格式化输入（FORMAT）命令
2.5.1格式化输出概论
Format命令用来设置输出格式，看一个例子：
programex0420
a=100
write（*,100）a!
使用行代码100地方设定的格式来输出变数a
100format（I4）
最前面的100是行代码,把这一行程序代码给一个编号
程序的执行结果使用4个字符宽输出整数，前面没有多余的空格。
Format命令中可以使用很多的格式控制描述。
下面列出所有格式命令的功能（[]中的选项可以省略）：
Aw——以w个字符宽来输出字符串；
BN——定义文本框中的空位为没有东西，在输入时才需要使用；
BZ——定义文本框中的空位为0，在输入时才需要使用；
Dw.d——以w个字符宽输出指数类型的浮点数，小数部分占用d个字符宽；
EW.d[Ee]——以w个字符宽输出指数类型的浮点数，小数部分占用d个字符宽，指数部分占用e个字符；
Enw.d[Ee]——以指数类型输出浮点数；
Esw.d[Ee]——以指数类型输出浮点数；
Fw.d——以w个字符宽输出浮点数，小数部分占用d个字符宽；
Gw.d[Ee]——以w个字符宽输出任何种类的数据；
Iw[.m]——以w个字符宽输出整数，最少输出m个数字；
Lw——以w个字符宽输出T或F的真假值；
nX——把输出的位置向右跳过n个位置；
/——代表换行；
：
——在没有更多数据时结束输出；
下面看一个例子：
programex0421
realb
complexc
logicald
character（len=20）e
a=10
b=12.34
c=（1,2）
d=.true.
e="
FORTRAN"
write（*,"
（1X,I5）"
）a!
用I来格式化整数
（1X,F5.2）"
）b!
用F来格式化浮点数
（1X,F4.1,F4.1）"
）c!
complex也是浮点数
（1X,L3）"
）d!
用L来输出logical
（1X,A10）"
）e!
用A来输出字符串
上例将输出格式写在Write命令内，下面的例子采用Format命令规定输出格式：
PROGRAMex0422
INTEGERA
REALB
COMPLEXC
LOGICALD
CHARACTER*（20）E
A=10
B=12.34
C=（1,2）
D=.true.
E="
WRITE（*,100）A!
WRITE（*,200）B!
WRITE（*,300）C!
WRITE（*,400）D!
WRITE（*,500）E!
100FORMAT（1X,I5）
200FORMAT（1X,F5.2）
300FORMAT（1X,F4.1,F4.1）
400FORMAT（1X,L3）
500FORMAT（1X,A10）
END
详细的输出格式使用方法，参考相关帮助。
2.5.2详论格式化输出
格式化输出的控制字符非常丰富，但是常用的并不多，所以不需要记住每一个控制字符。
一般来说，“I、F、E、A、X”是最常用的几个格式，最好能记住他们的用法。
【Iw[.m]】——以w个字符的宽度输出整数[至少输出m个数字]
write（*,”（I5）”）100
100!
采用5个字符宽输出，100前补两个空白
write（*,”（I3）”）10000
***！
设置的输出文本框不足，输出3个*以示警告
write（*,”（I5.3）”）10
010!
强迫输出
声明的其他命令
2.6.1IMPLICT命令
Fortran编译器会根据变量名的首字母自动决定变量类型，以I、J、K、L、M、N开头的变量被视为整型变量。
implicitnone关闭默认类型功能，所有变量都要事先声明；
implicitreal（M-P）
implicitinteger（A,B,C）
2.6.2常数的声明方法（PARAMETER）
程序中的一些不变量，可以声明为常数，其在程序中是不变的。
programex0429
implicitnone
realpi
parameter（pi=3.14159）
（F4.2）"
）sin（pi/6）
2.6.3设置变量初值
程序中的变量可以在声明变量类型时同时赋值。
programex0430
integer:
:
a=1
real:
b=2
complex:
c=（1,2）
character（len=20）:
str="
FORTRAN90"
write（*,*）a,b,c,str
在Fortran77中，需要使用Data命令设值初值。
2.6.4等价声明（EQUIVALENCE）
把两个以上的变量，声明他们使用同一个内存地址，就是等价声明。
使用等价声明可以节省内存、精简程序代码。
integera,b
equivalence（a,b）!
声明a,b这两个变量使用同一块内存空间
所有的声明都应当放在程序代码的可执行描述之前。
混合运算
混合运算是指：
在算式中所进行计算的数字类型不同。
进行混合运算时，要先经过数据类型的转换，以免出现错误。
programex0432
a=1
b=2
c
c=real（a）/real（b）!
经由库函数real把整数转换成浮点数
（F5.2）"
）c
程序的执行结果：
0.5
如果不做类型转换，c=a/b=0，出现错误的结果。
自定义数据类型
利用自定义数据类型可以定义数据结构体，管理不同类型的数据，这对于数据库建立是非常有用的。
programex0434
开始建立person这个类型
type:
person
character（len=30）:
name!
人名
age!
年龄
integer:
height!
身高
weight!
体重
character（len=80）:
address!
地址
endtypeperson
type（person）:
a!
声明一个person类型的变量
NAME:
read（*,*）a%name
AGE:
read（*,*）a%age
HEIGHT:
read（*,*）a%height
WEIGHT:
read（*,*）a%weight
ADDRESS:
read（*,"
（A80）"
）a%address
write（*,100）a%name,a%age,a%height,a%weight
100format（"
Name:
A10/,"
Age:
I3/,"
Height:
Weight:
I3,&
&
Addres:
A50）
每个类型为person的变量中，都有name,age,height,weight,address这几个元素可以使用，使用时要加上一个百分号%来取用他们。
Person%age,person%weight。
Fortran90中的type功能与C语言中的struct类似。
4流程控制与逻辑运算
3.1IF语句
IF语句基本用法
IF语句基本流程：
IF（逻辑表达式）THEN
程序代码
ENDIF
programex0501
real（kind=4）:
speed
speed:
read（*,*）speed
if（speed>
100.0）then
speed>
100时才会执行下面这一行程序
Slowdown."
endif
IF命令可以与ELSE搭配，逻辑流程为：
ELSE
programex0502
记录身高
weight!
记录体重
height:
read（*,*）height!
读入身高
weight:
read（*,*）weight!
读入体重
if（weight>
height-100）then
如果体重大于身高减去100,会执行下面的程序
Toofat!
else
如果体重不大于身
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