fortran语言语法.docx
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fortran语言语法
FORTRAN是世界上最早出现的高级编程语言,是工程界最常用的编程语言,它在科学计算中(如航空航天、地质勘探、天气预报和建筑工程等领域)发挥着极其重要的作用。
经过40多年的发展,伴随着FORTRAN语言多次版本的更新及相应开发系统的出现,其功能不断完善,最新版本的开发系统几乎具备了VC、VB的所有特点,如图形界面编程、数据库等。
目前,工科院校开设的计算机编程语言课首选仍然是FORTRAN:
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说实话,从科技发展的趋势来说这不是好事。
您可以设想一下,如果需要用鹅毛笔抄写大量的古籍是什么感受!
强烈建议阅读《发掘C#特性赋予科学计算项目以威力》
1FORTRAN77四则运算符
+-*/**(其中**表示乘方)
在表达式中按优先级次序由低到高为:
+或-→*或/→**→函数→()
2FORTRAN77变量类型
2.1隐含约定:
I-N规则
凡是以字母I,J,K,L,M,N六个字母开头的,即认为是整型变量,其它为实型变量。
2.2用类型说明语句确定变量类型:
可以改变I-N规则
INTEGER
整型
REAL
实型
DOUBLEPRECISION
双精度实型
COMPLEX
复型,赋值形式为(实部,虚部),如D=(8.76E+0.5,-67.8E-3),C=(3.0,6.3),如果含表达式则用CMPLX,如C=CMPLX(3.0*A,6.0+B)
LOGICAL
逻辑型,逻辑常量有“T”和“F”,“T”表示“.TRUE.”,“F”表示“.FALSE.”
CHARACTER*N
字符型,N为字符串长度,可以在变量名称后重新指定长度,如CHARACTER*8STR1,STR2*10,赋值形式为STR2='I''MABOY.'
2.3用IMPLICIT语句将某一字母开头的全部变量指定为所需类型
如IMPLICITREAL(I,J)
三种定义的优先级别由低到高顺序为:
I-N规则→IMPLICIT语句→类型说明语句,因此,在程序中IMPLICIT语句应放在类型说明语句之前。
2.4数组的说明与使用
使用I-N规则时用DIMENSION说明数组,也可在定义变量类型同时说明数组,说明格式为:
数组名(下标下界,下标上界),也可省略下标下界,此时默认为1,例:
DIMENSIONIA(0:
9),ND(80:
99),W(3,2),NUM(-1:
0),A(0:
2,0:
1,0:
3)
REALIA(10),ND(80:
99)使用隐含DO循环进行数组输入输出操作:
例如
WRITE(*,10)('I=',I,'A=',A(I),I=1,10,2)
10FORMAT(1X,5(A2,I2,1X,A2,I4))
2.5使用DATA语句给数组赋初值
变量表中可出现变量名,数组名,数组元素名,隐含DO循环,但不许出现任何形式的表达式:
例如
DATAA,B,C/-1.0,-1.0,-1.0/
DATAA/-1.0/,B/-1.0/,C/-1.0/
DATAA,B,C/3*-1.0/CHARACTER*6CHN(10)
DATACHN/10*' '/INTEGERNUM(1000)
DATA(NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/
3FORTRAN77程序书写规则
程序中的变量名,不分大小写;
变量名称是以字母开头再加上1到5位字母或数字构成,即变更名字串中只有前6位有效;
一行只能写一个语句;
程序的第一个语句固定为PROGRAM程序名称字符串
某行的第1个字符至第5个字符位为标号区,只能书写语句标号或空着或注释内容;
某行的第1个字符为C或*号时,则表示该行为注释行,其后面的内容为注释内容;
某行的第6个字符位为非空格和非0字符时,则该行为上一行的续行,一个语句最多可有19个续行;
某行的第7至72字符位为语句区,语句区内可以任加空格以求美观;
某行的第73至80字符位为注释区,80字符位以后不能有内容。
4FORTRAN77关系运算符
.GT.大于
.GE.天于或等于
.LT.小于
.LE.小于或等于
.EQ.等于
.NE.不等于.AND.逻辑与
.OR.逻辑或
.NOT.逻辑非
.EQV.逻辑等
.NEQV.逻辑不等
运算符优先级由高到低顺序为:
()→**→*或/→+或-→.GT.或.GE.或.LT.或.LE.或.EQ.或.NE.→.NOT.→.AND.→.OR.→.EQV.或.NEQV
5FORTRAN77语句
语句
说明
备注
WRITE(*,*)X1,X2
输出语句
第一个*号是指输入输出文件设备号或其它设备,如果不指定则是指显示器或打印机,第二个*号是指表控格式语句的行号,如不指定则用默认格式
PRINT*,X1,X2
输出语句
*号是指表控格式语句的行号,如不指定则用默认格式
READ*,X1,X2
输入语句
*号是指表控格式语句的行号,如不指定则用默认格式
FORMAT(格式符)
请见附录一。
请见附录二。
END
结束程序或子程序
STOP[N]
结束程序并输出信息[N]
[N]为数字或字符串信息
PAUSE[N]
暂停程序执行并输出信息[N],输入回车后继续执行
[N]为数字或字符串信息
PARAMETER(PI=3.14)
参数语句,用来定义常量,在程序中应放在类型说明语句之后
EQUIVALENCE(变量表)
等价语句,()内变量共用一个存储单元。
EQUIVALENCE(X1,X2,…XN),(X1,X2,…XN),…
COMMONX1,……
公用语句,其后变量相等,用来在程序单位间传递数据,同时可以用来说明数组。
程序中可有一个无名公用区和多个有名公用区。
无名公用区:
在主程序各子程序中相同,均在可执行语句之前,如
COMMONA(5),I
有名公用区:
名称放在两个“/”之间,如
COMMON//X1,X2,X3/C1/X4,X5,X6
OPEN(说明项1)
打开旧文件或创建新文件
说明项1中内容:
UNIT=N,FILE=NAM,STATUS=STR1,ACCESS=STR2,FORM=STR3,RECL=C,BLANK=STR4,ERR=BH,IOSTAT=M
其中:
1.N=1~99;
2.NAM为文件名,可以是字符常量或变量;
3.STR1='NEW'时新建文件;'OLD'时打开文件;'SCRATCH'时表示临时文件,关闭时自动删除,且不能与FILE=NAM项共存;'UNKNOWN'时由计算机系统规定文件状态;
4.STR2为文件存取方式,'SEQUENTIAL'表示顺序存取,'DIRECT'表示直接存取,省略此项时表示按顺序存取;
5.STR3为记录格式说明,'FORMATTED'表示记录按有格式形式存放,'UNFORMATTED'表示记录按无格式形式存放。
省略此项时,对于顺序文件是有格式的,对于直接存取文件是无格式的;
6.C表示记录长度,以字节为单位,直接存取文件必指定,顺序文件必省略;
7.STR4表示数字值格式输入字段中空格含意,'NULL'时表示忽略不计,'ZERO'时表示按0计。
省略此项时按0计;
8.BH表示出错时处理语句行标号,可以省略此项;
9.M为整数,出错时返回该整数,可以省略此项。
CLOSE(说明项2)
关闭已打开文件
说明项2中内容:
UNIT=N,STATUS=STR5,ERR=BH,IOSTAT=M
其中STR5为文件关闭状态,'KEEP'时保留,'DELETE'删除,省略此项时为保留;
ERR=BH,IOSTAT=M可以省略。
REWIND(说明项3)
将文件读写指针置于文件开头
说明项3中内容:
UNIT=N,ERR=BH,IOSTAT=M
ERR=BH,IOSTAT=M可以省略
BACKSPACE(说明项3)
将文件读写指针回退一行
6FORTRAN77选择判断语句
6.1逻辑IF语句
IF(逻辑表达式)程序语句
6.2无ELSE块
IF(逻辑表达式)THEN
程序块
ENDIF
6.3标准选择
IF(逻辑表达式)THEN
程序块1
ELSE
程序块2
ENDIF
6.4多重选择块
IF(逻辑表达式1)THEN
程序块1
ELSEIF(逻辑表达式2)THEN
程序块2
ELSEIF(逻辑表达式2)THEN
程序块2
......
ELSEIF(逻辑表达式N)THEN
程序块N
ELSE
程序块N+1
ENDIF
7FORTRAN77循环语句
7.1GOTO语句
标号程序行
程序块
GOTO标号
7.2DO语句
DO标号,记数变量=起始值,终止值,步距”语句,如
DO标号,N=1,100,1
程序块
标号CONTINUE
7.3DOWHILE语句
DO标号,WHILE(PI.EQ.3.14159)
程序块
标号CONTINUE
7.4DOUNTIL语句
DO标号,UNTIL(逻辑表达式)”语句,如
DO标号,UNTIL(PI.GT.3.14159)
程序块
标号CONTINUE
8FORTRAN77内部函数
INT(X)
将数字串或数值X转换为整型数
REAL(X)
将数字串或数值X转换为实型数
DBEL(X)
将数字串或数值X转换为双精度型数
CMPLX(X)
将数字串或数值X转换为复型数
CHAR(X)
将数值X转换为字符(0≤X≤255)
ICHAR(X)
将字符X转换为整数
AINT(X)
截去X的小数部分
ANINT(X)
将X舍入到最接近的整数
NINT(X)
将X舍入到最接近的整型数
ABS(X)
返回X的绝对值
MOD(X1,X2)
返回X1/X2的余数
SIGN(X1,X2)
取X2的符号,取X1的绝对值
DIM(X1,X2)
当X1>X2时,等于X1-X2,当X1≤X2时,等于0
DPROD(X1,X2)
双精度乘(X1,X2均为实数)
AIMAG(X)
返回字符串X的虚部
CONJG(X)
返回字符串X的共轭
MAX(X1,X2,X3,...,XN)
返回X1,X2,X3,...,XN中最大值
MIN(X1,X2,X3,...,XN)
返回X1,X2,X3,...,XN中最小值
SQRT(X)
返回X的平方根(X≥0)
EXP(X)
返回E的X次方
LOG(X)
返回以E为底的X的对数即自然对数(X>0)
LOG10(X)
返回以10为底的X的对数即常用对数(X>0)
SIN(X)
返回弧度值X的正弦值
COS(X)
返回弧度值X的余弦值
TAN(X)
返回弧度值X的正切值
ASIN(X)
返回弧度值X的反正弦值
ACOS(X)
返回弧度值X的反余弦值
ATAN(X)
返回弧度值X的反正切值
SINH(X)
返回X的双曲正弦值
COSH(X)
返回X的双曲余弦值
TANH(X)
返回X的双曲正切值
LEN(X)
返回字符串X的长度
INDEX(X1,X2)
返回字符串X2在字符串X1中的位置,不包含时返回0
LGE(X1,X2)
如果字符串X1≥X2则等于.TRUE.,否则等于.FALSE.
LGT(X1,X2)
如果字符串X1>X2则等于.TRUE.,否则等于.FALSE.
LLE(X1,X2)
如果字符串X1≤X2则等于.TRUE.,否则等于.FALSE.
LLT(X1,X2)
如果字符串X1<X2则等于.TRUE.,否则等于.FALSE.
9FORTRAN77函数与子程序
9.1FORTRAN77语句函数
当函数十分简单,用一条语句足以定义时(允许使用继续行)才用;
应该放在所有可执行语句之前和有关类型说明语句之后,是非执行语句;
只在其所在程序单位中有意义;
语句函数中的虚参就是变量名,不能是常量、表达式或数组元素等;
语句函数定义语句中的表达式可以包含已经定义过的语句函数、外部函数或内部函数。
语句函数通过表达式得一个函数值,此数值类型必须与函数名的类型一致。
语句函数的使用同内部函数相同。
语句函数例子:
YMJ(R)=3.14159265*R*R
ZMJ=YMJ(5)
9.2FORTRAN77自定义函数
定义格式:
类型说明FUNCTION函数名(虚拟参数1,虚拟参数2,……,虚拟参数N)
程序块(可以含有RETURN)
函数名=函数值
END
调用格式与内部函数相同。
9.3FORTRAN77子程序
定义格式:
SUBROUTINE子程序名(虚拟参数1,虚拟参数2,……,虚拟参数N)
程序块(可以含有RETURN)
END
调用格式:
CALL子程序名(实在参数1,实在参数2,……,实在参数N)
数据块子程序:
只是用来给有名公用区中的变量赋初值,格式如下:
BLOCKDATA子程序名
DATA语句块
END
附录一、FORTRAN77控制输入输出格式
1.在打印输出时,每一行第1个字符不显示,用来控制纵向走纸或显示行。
第1个字符
作用
空格
正常回车换行
0
回车并跳过1行
1
换页
+
只回车不换行
其它
通常是回车换行
2.输入小数时,自带小数点优先。
3.输出字段宽度不够时用*号填充。
附录二、FORTRAN77控制输入输出格式语句
1
IW或IW.M
整数型
W为字段宽度,M为最少数字位数
2
FW.D
实数型
D为小数位数
3
EW.D或EW.DEE
指数实数型
E为指数位数,通常为3或4
4
GW.M
自动实数型
5
DW.D
双精度型
6
LW
逻辑型
7
A或AW
字符型
不指定W时自动
8
'字符串'
插入字符串
两个'表示一个字符'
9
NH字符串
插入长度为N的字符串
10
NX
插入N个空格
11
RIW,R(NX,IW.M)
R个IW,R个(NX,IW.M)
R为重复系数
12
/
换行
13
$
禁止换行
附录三、FORTRAN77相关资源
FORTRAN是世界上最早出现的高级编程语言,是工程界最常用的编程语言,它在科学计算中(如航空航天、地质勘探、天气预报和建筑工程等领域)发挥着极其重要的作用。
经过40多年的发展,伴随着FORTRAN语言多次版本的更新及相应开发系统的出现,其功能不断完善,最新版本的开发系统几乎具备了VC、VB的所有特点,如图形界面编程、数据库等。
目前,工科院校开设的计算机编程语言课首选仍然是FORTRAN:
<
FORTRAN教程(幻灯片)
http:
//www.jinr.ru/programs/cpc_ind8/ind_cd8.htm
http:
//www.csit.fsu.edu/~burkardt/f_src/f_src.html
http:
//www.devlib.org/Programming/Languages/Fortran/index.php
编程爱好者
下载Fortran90Handbook(CompleteANSI/ISOReference)
CompaqVisualFortranProgrammer'sGuide
Fortran90andComputationalScience
Fortran90chinese
免费的F90数值计算程序库WHIGGF90LIB
本软件提供F77和F90语言的子程序库和函数库,主要应用在地球科学领域。
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