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文檔簡介
1、1 FORTRAN77四則運算符+ - * / * (其中*表示乘方)在表達式中按優先級次序由低到高為: +或-*或/*函數()2 FORTRAN77變量類型2.1 隱含約定:I-N規則凡是以字母I,J,K,L,M,N六個字母開頭的,即認為是整型變量,其它為實型變量。2.2 用類型說明語句確定變量類型:可以改變I-N規則INTEGER整型REAL實型DOUBLE PRECISION雙精度實型COMPLEX復型,賦值形式為(實部,虛部),如D=(8.76E+0.5,-67.8E-3),C=(3.0,6.3),如果含表達式則用CMPLX,如C=CMPLX(3.0*A,6.0+B)LOGI
2、CAL邏輯型,邏輯常量有“T”和“F”,“T”表示“.TRUE.”,“F”表示“.FALSE.”CHARACTER*N字符型,N為字符串長度,可以在變量名稱后重新指定長度,如CHARACTER*8 STR1,STR2*10 ,賦值形式為STR2='I''M A BOY.'2.3 用IMPLICIT語句將某一字母開頭的全部變量指定為所需類型如 IMPLICIT REAL (I,J)三種定義的優先級別由低到高順序為:I-N規則IMPLICIT語句類型說明語句,因此,在程序中IMPLICIT語句應放在類型說明語句之前。2.4 數組的說明與使用使用I-N規則時用DIME
3、NSION說明數組,也可在定義變量類型同時說明數組,說明格式為:數組名(下標下界,下標上界),也可省略下標下界,此時默認為1,例:DIMENSION IA(0:9),ND(80:99),W(3,2),NUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)REAL IA(10),ND(80:99)使用隱含DO循環進行數組輸入輸出操作: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語句給數組賦初值變量表中可出現變量名,數組名,數組元素名,隱含DO循環,但不許出
4、現任何形式的表達式:例如DATA A,B,C/-1.0,-1.0,-1.0/DATA A/-1.0/,B/-1.0/,C/-1.0/DATA A,B,C/3*-1.0/CHARACTER*6 CHN(10)DATA CHN/10*' '/INTEGER NUM(1000)DATA (NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/3 FORTRAN77程序書寫規則程序中的變量名,不分大小寫;變量名稱是以字母開頭再加上1到5位字母或數字構成,即變更名字串中只有前6位有效;一
5、行只能寫一個語句;程序的第一個語句固定為PROGRAM 程序名稱字符串某行的第個字符至第個字符位為標號區,只能書寫語句標號或空著或注釋內容;某行的第個字符為或號時,則表示該行為注釋行,其后面的內容為注釋內容;某行的第個字符位為非空格和非字符時,則該行為上一行的續行,一個語句最多可有19個續行;某行的第至字符位為語句區,語句區內可以任加空格以求美觀;某行的第至字符位為注釋區,字符位以后不能有內容。4 FORTRAN77關系運算符.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. 邏輯與.OR. 邏輯或.NOT. 邏輯非.EQV. 邏輯等
6、.NEQV. 邏輯不等運算符優先級由高到低順序為:()*或/+或-.GT.或.GE.或.LT.或.LE.或.EQ.或.NE.NOT.AND.OR.EQV.或.NEQV5 FORTRAN77語句語句說明備注WRITE(*,*) X1,X2輸出語句第一個*號是指輸入輸出文件設備號或其它設備,如果不指定則是指顯示器或打印機,第二個*號是指表控格式語句的行號,如不指定則用默認格式PRINT *,X1,X2輸出語句*號是指表控格式語句的行號,如不指定則用默認格式READ *,X1,X2輸入語句*號是指表控格式語句的行號,如不指定則用默認格式FORMAT(格式符)請見附錄一。請見附錄二。END結束程序或子
7、程序STOP N結束程序并輸出信息NN為數字或字符串信息PAUSE N暫停程序執行并輸出信息N,輸入回車后繼續執行N為數字或字符串信息PARAMETER (PI=3.14)參數語句,用來定義常量,在程序中應放在類型說明語句之后EQUIVALENCE (變量表)等價語句,()內變量共用一個存儲單元。EQUIVALENCE(X1,X2,XN),(X1,X2,XN),COMMON X1,公用語句,其后變量相等,用來在程序單位間傳遞數據,同時可以用來說明數組。程序中可有一個無名公用區和多個有名公用區。無名公用區:在主程序各子程序中相同,均在可執行語句之前,如COMMON A(5),I有名公用區:名稱放
8、在兩個“/”之間,如COMMON /X1,X2,X3/C1/X4,X5,X6OPEN (說明項1)打開舊文件或創建新文件說明項1中內容:UNIT=N, FILE=NAM, STATUS=STR1, ACCESS=STR2, FORM=STR3, RECL=C, BLANK=STR4, ERR=BH, IOSTAT=M其中:1.N=199;2.NAM為文件名,可以是字符常量或變量;3.STR1='NEW'時新建文件;'OLD'時打開文件;'SCRATCH'時表示臨時文件,關閉時自動刪除,且不能與FILE=NAM項共存;'UNKNOWN
9、9;時由計算機系統規定文件狀態;4.STR2為文件存取方式,'SEQUENTIAL'表示順序存取,'DIRECT'表示直接存取,省略此項時表示按順序存取;5.STR3為記錄格式說明,'FORMATTED'表示記錄按有格式形式存放, 'UNFORMATTED'表示記錄按無格式形式存放。省略此項時,對于順序文件是有格式的,對于直接存取文件是無格式的;6.C表示記錄長度,以字節為單位,直接存取文件必指定,順序文件必省略;7.STR4表示數字值格式輸入字段中空格含意,'NULL'時表示忽略不計,'ZERO'
10、時表示按0計。省略此項時按0計;8.BH表示出錯時處理語句行標號,可以省略此項;9.M為整數,出錯時返回該整數,可以省略此項。CLOSE (說明項2)關閉已打開文件說明項2中內容:UNIT=N,STATUS=STR5,ERR=BH,IOSTAT=M其中STR5為文件關閉狀態,'KEEP'時保留,'DELETE'刪除,省略此項時為保留;ERR=BH,IOSTAT=M可以省略。REWIND (說明項3)將文件讀寫指針置于文件開頭說明項3中內容:UNIT=N,ERR=BH,IOSTAT=MERR=BH,IOSTAT=M可以省略BACKSPACE (說明項3)將文件讀寫
11、指針回退一行6 FORTRAN77選擇判斷語句6.1 邏輯IF語句IF (邏輯表達式) 程序語句6.2 無ELSE塊IF (邏輯表達式) THEN程序塊END IF6.3 標準選擇IF (邏輯表達式) THEN程序塊1ELSE程序塊2END IF6.4 多重選擇塊IF (邏輯表達式1) THEN程序塊1ELSE IF (邏輯表達式2) THEN程序塊2ELSE IF (邏輯表達式2) THEN程序塊2.ELSE IF (邏輯表達式N) THEN程序塊NELSE程序塊N+1END IF7 FORTRAN77循環語句7.1 GO TO語句標號程序行程序塊GO TO 標號7.2 DO語句DO 標號,
12、記數變量=起始值,終止值,步距”語句,如DO 標號,N=1,100,1程序塊標號CONTINUE7.3 DO WHILE 語句DO 標號,WHILE(PI.EQ.3.14159)程序塊標號CONTINUE7.4 DO UNTIL語句DO 標號,UNTIL (邏輯表達式)”語句,如DO 標號,UNTIL(PI.GT.3.14159)程序塊標號CONTINUE8 FORTRAN77內部函數INT(X)將數字串或數值X轉換為整型數REAL(X)將數字串或數值X轉換為實型數DBEL(X)將數字串或數值X轉換為雙精度型數CMPLX(X)將數字串或數值X轉換為復型數CHAR(X)將數值X轉換為字符(0X2
13、55)ICHAR(X)將字符X轉換為整數AINT(X)截去X的小數部分ANINT(X)將X舍入到最接近的整數NINT(X)將X舍入到最接近的整型數ABS(X)返回X的絕對值MOD(X1,X2)返回X1/X2的余數SIGN(X1,X2)取X2的符號,取X1的絕對值DIM(X1,X2)當X1>X2時,等于X1-X2,當X1X2時,等于0DPROD(X1,X2)雙精度乘(X1,X2均為實數)AIMAG(X)返回字符串X的虛部CONJG(X)返回字符串X的共軛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,.,X
14、N中最小值SQRT(X)返回X的平方根(X0)EXP(X)返回E的X次方LOG(X)返回以E為底的X的對數即自然對數(X>0)LOG10(X)返回以10為底的X的對數即常用對數(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的雙曲正弦值COSH(X)返回X的雙曲余弦值TANH(X)返回X的雙曲正切值LEN(X)返回字符串X的長度INDEX(X1,X2)返回字符串X2在字符串X1中的位置,不包含時返回
15、0LGE(X1,X2)如果字符串X1X2則等于.TRUE.,否則等于.FALSE.LGT(X1,X2)如果字符串X1X2則等于.TRUE.,否則等于.FALSE.LLE(X1,X2)如果字符串X1X2則等于.TRUE.,否則等于.FALSE.LLT(X1,X2)如果字符串X1X2則等于.TRUE.,否則等于.FALSE.9 FORTRAN77函數與子程序9.1 FORTRAN77語句函數當函數十分簡單,用一條語句足以定義時(允許使用繼續行)才用;應該放在所有可執行語句之前和有關類型說明語句之后,是非執行語句;只在其所在程序單位中有意義;語句函數中的虛參就是變量名,不能是常量、表達式或數組元素等
16、;語句函數定義語句中的表達式可以包含已經定義過的語句函數、外部函數或內部函數。語句函數通過表達式得一個函數值,此數值類型必須與函數名的類型一致。語句函數的使用同內部函數相同。語句函數例子:YMJ(R)=3.14159265*R*RZMJ=YMJ(5)9.2 FORTRAN77自定義函數定義格式:類型說明 FUNCTION 函數名(虛擬參數1,虛擬參數2,虛擬參數N)程序塊(可以含有RETURN)函數名=函數值END調用格式與內部函數相同。9.3 FORTRAN77子程序定義格式:SUBROUTINE 子程序名(虛擬參數1,虛擬參數2,虛擬參數N)程序塊(可以含有RETURN)END調用格式:C
17、ALL 子程序名(實在參數1,實在參數2,實在參數N)數據塊子程序:只是用來給有名公用區中的變量賦初值,格式如下:BLOCK DATA 子程序名DATA語句塊END附錄一、FORTRAN77控制輸入輸出格式1.在打印輸出時,每一行第1個字符不顯示,用來控制縱向走紙或顯示行。第1個字符作用空格正常回車換行0回車并跳過1行1換頁+只回車不換行其它通常是回車換行2.輸入小數時,自帶小數點優先。3.輸出字段寬度不夠時用*號填充。附錄二、FORTRAN77控制輸入輸出格式語句1IW或IW.M整數型W為字段寬度,M為最少數字位數2FW.D實數型D為小數位數3EW.D或EW.DEE指數實數型E為指數位數,通
18、常為3或44GW.M自動實數型5DW.D雙精度型6LW邏輯型7A或AW字符型不指定W時自動8'字符串'插入字符串兩個'表示一個字符'9NH字符串插入長度為N的字符串10NX插入N個空格11RIW,R(NX,IW.M)R個IW,R個(NX,IW.M)R為重復系數12/換行13,$禁止換行目錄: 一、說明 二、概述 三、數據類型及基本輸入輸出 四、流程控制 五、循環 六、數組 七、函數 八、文件一、說明 本文多數內容是我讀彭國倫Fortran 95 程序設計的筆記。只讀到第九章
19、,主要是39 章,都是最基本的用法(原書共16章)。這里主要摘錄了我看書過程中總結的一些Fortran和C不 同的地方,主要是語法方面。希望這份筆記能夠給學過C但沒有接觸過Fortran的同學帶去一些幫 助。要想得更清楚些,推薦看一下原書,覺得作者真的寫得很好,很清楚;如果有C語言的基礎, 看完前九應該很快的,花一兩天就行了。覺得如果耐心看完本文,基本功能應該也可以順利用起 來了。外,由于我之前沒有用過Fortran,這次為了趕文檔看書又看得很粗淺,大多數東西看過 之后都沒得及仔細想,只是按著作者的意思去理解。所以這份筆記還處于紙上談兵的層次。如果 有不妥的方,希望大家指正。謝謝! 文中藍色的
20、部分是程序代碼,!后面的內容為注釋。二、概述 1、名詞解釋 Fortran=Formula Translator/Translation 一看就知道有什么特色了:可以把接近數學語言的文本翻譯成機械語言。的確,從一開始 ,IBM設計的時候就是為了方便數值計算和科學數據處理。設計強大的數組操作就是為了實現這一 目標。ortran奠定了高級語言發展的基礎。現在Fortran在科研和機械方面應用很廣。2、Fortran的主要版本及差別 按其發展歷史,Fortran編譯器的版本其實很多。現在在廣泛使用的是Fortran 77和Fortr an90。ortran 90在Fortran
21、77基礎上添加了不少使用的功能,并且改良了77編程的版面格式, 所以編程時推薦使用90。鑒于很多現成的程序只有77版本,有必要知道77的一些基本常識,至少保 證能夠看77程序。以下是77和90的一些格式上的區別。 Fortran 77: 固定格式(fixed format),程序代碼擴展名:.f或.for (1)若某行以C,c或*開頭,則該行被當成注釋; (2)每行前六個字符不能寫程序代碼,可空著,或者15字符以數字表明行代碼(用作格 式化輸入出等);772為程序代碼編寫區;73往后被忽略; (3)太長的話可以續行,所續行的第六個字符必須是"0"以外的任
22、何字符。 Fortran 90:自由格式(free format), 擴展名:.f90 (1)以"!"引導注釋; (2)每行可132字符,行代碼放在每行最前面; (3)以&續行,放在該行末或下行初。 以下都是討論Fortran 90。3、Fortran的一些特點,和C的一些不同 其實很多,在下面涉及具體方面時可以看到。這里只是大致提一些。 (1)不分大小寫 (2)每句末尾不必要寫分號 (3)程序代碼命令間的空格沒有意義 (4)不像C,Fortran不使用 (5)數據類型多出了復數和邏輯判斷類型。比如復數類型 complex : a !聲
23、明復數的方法。復數顯然方便了科學計算,滿足了工程方面需求 a=(1.0,2.0) ! a=1+i (6)多出了乘冪運算(*)。乘冪除了整數還可以是實數形式。如開方,開立方 a=4.0*0.5,a=8.0*(1.0/3.0)。 (7)數組有一些整體操作的功能;可以方便的對部分元素進行操作 (8)有些情況下可以聲明大小待定的數組,很實用的功能4、Fortran 的基本程序結構 先看一看所謂的"Hello Fortran"程序。 program main !程序開始,main是program的名字,完全自定義
24、write(*,*) "Hello" !主程序 stop !終止程序 end programmain !end用于封裝代碼,表示代碼編寫完畢。 中的內容可省略,下同。 再看一段實用一些的程序,好有點感性認識。程序用于計算圓柱的表面積,要求輸入底面 半徑和。其中展示了Fortran的一些特色用法。程序摘自維基。其實是一個叫 的網上引的維基的網頁。推薦去看看!能查到不少有意思的東西。 program cylinder !給主函數起個名字 ! Calculate the area
25、of a cylinder. ! Declare variables and constants. ! constants=pi ! variables=radius squared and height implicit none ! Require all variables to be explicitly declared !這個一般都是要寫上的。下面會進一步說明。 integer : ierr character : yn real : radius, height, area real, pa
26、rameter : pi = 3.1415926536 !這是常量的聲明方法 interactive_loop: do !do循環,Fortran 中的循環可以加標簽,如d前面的 !interactive_loop就是標簽! Prompt the user for radius and height and read them.write (*,*) 'Enter radius and height.' !屏幕輸出read (*,*,iostat=ierr) radius,height !鍵盤輸入。isotat的值用判斷輸入成功
27、否。! If radius and height could not be read from input, then cycle through the loop.if (ierr /= 0) then write(*,*) 'Error, invalid input.'cycle interactive_loop !cycle 相當于C里的continueend if! Compute area. The * means "raise to a power."area = 2 * pi * (radius*2 + radius*hei
28、ght) ! 指數運算比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)') & !"&"表示續行。這里還顯示了格式化輸出'radius=',radius,'height=',height,'area=',area yn = ' ' yn_lo
29、op: do !內嵌的另一個do循環 write(*,*) 'Perform another calculation? yn' read(*,'(a1)') yn if (yn='y' .or. yn='Y') exit yn_loop if (yn='n' .or. yn='N' .or. yn=' ') exit interactive_loop end do yn_loop !結束內嵌do
30、循環 end do interactive_loop end program cylinder Fortran 程序的主要結構就是這樣了。一般還會有些module的部分在主函數前,函數在主函 數后。三、數據類型及基本輸入輸出 1、數據類型,聲明及賦初值 (1)integer: 短整型kind=2, 長整型kind=4 integer(kind=2) : a=3 如果聲明成integer: a,則默認為長整型。 !":" 在聲明并同時賦初值時必須要寫上;類型名后面有形容詞時也必須保留:;其他情況可略去 !所謂形容詞,
31、可以看一下這個。比如聲明常數 real,parameter : pi=3.1415926 。parameter就是形容詞。 (2)real:單精度kind=4(默認),雙精度kind=8 real(kind=8) : a=3.0 還有指數的形式,如1E10為單精度,1D10為雙精度 (3)complex 單精度和雙精度 complex(kind=4) b (4)character character(len=10) c !len為最大長度 (5)logical logical
32、*2 : d=.ture. (等價于logical(2):d=.ture.) (6)自定義類型type:類似于C中的struct Fortran 77中給變量賦初值常用DATA命令,可同時給多個變量賦初值 data a,b,string /1, 2.0, 'fortran'/ 與C不同的是,Fortran 中變量不聲明也能使用,即有默認類型(跟implicit命令有關)。按照默認的定,以i,j,k,l,m,n開頭的變量被定義為integer,其余為real。取消該設置需在程序聲明部分之前implicit none。彭國倫建議一般
33、都使用該語句。 另一點關于聲明的不同是Fortran有"等價聲明": integer a,b equivalence(a,b) 使得a,b使用同一塊內存。這樣可以節省內存;有時可精簡代碼。如:equivalence(很長名字的變量如三維數組的某個元素,a),之后使用a來編寫程序就簡潔多了。2、基本輸入輸出 輸入:read(*,*) a !從鍵盤讀入 輸出:write(*,*) "text" !在屏幕上輸出。Fortran 77用' text'。Fortan 90中一般&
34、quot; "和' '都可 print *,"text" !只能用于屏幕輸出 (*,*)完整寫為(unit=*,fmt=*)。其中unit為輸入/輸出位置,如屏幕,文件等;fmt為 格式。如這兩項都寫成*,則按默認的方式進行,即上面描述的。print后面的*表示按默認格式輸 出。四、流程控制 1、運算符 (1)邏輯運算符= /= > >= < <= !Fortran 90用法 .EQ. .NE. .GT. .GE. .LT. .LE. !Fortran 77用法 (
35、2)涉及相互關系的集合運算符 .AND. .OR. .NOT. .EQV. .NEQV. ! 僅.NOT.連接一個表達式,其余左右兩邊都要有表達式(可以是logical類型的變量) !.EQV.:當兩邊邏輯運算值相同時為真, .NEQV.:當兩邊邏輯運算值不同時為真2、IF(1) 基本 : if(邏輯判斷式) thenend if 如果then后面只有一句,可寫為if(邏輯判斷式) !then和end if可省略(2) 多重判斷:if(條件1) thenelse if(條件2)thenelse if (條件3)thenelseend if(3) 嵌套:if(邏輯判
36、斷式) thenif(邏輯判斷式) thenif(邏輯判斷式) thenelse if(邏輯判斷式) thenelseend if end ifend if(4) 算術判斷:program exampleimplicit nonereal cwrite (*,*) "input a number"read (*,*) cif(c) 10,20,30 !10,20和30為行代碼,根據c小于/等于/大于0,執行10/20/30行的程10 write (*,*) "A"goto 40 !goto可實現跳到任意前面或后面的行代碼處,
37、但用多了破壞程序結20 write (*,*) "B"goto 4030 write (*,*) "C"goto 4040 stopend3、SELECT CASE類似于C的switch語句select case(變量)case(數值1) ! 比如case(1:5)代表1<=變量<=5會執行該模塊 !case(1,3,5)代表變量等于1或3或5會執行該模塊case(數值2) !括號中數值只能是integer,character或logical型常量,不能real型case defaultend case4、PAU
38、SE, CONTINUE pause暫停程序執行,按enter可繼續執行 continue貌似沒什么用處,可用作封裝程序的標志五、循環 1、DO do counter=初值, 終值, 增/減量 !counter的值從初值到終值按增/減量變, !counter每取一個值對應著一次循環。增/減量不寫則認為1 !循環主體也沒有必要用 end do Fortran 77中不是用end do來終止,而是下面這樣子: do 循環最后一行的行代碼 counter
39、=初值, 終值, 增/減量 行代碼 !這是do的最后一行2、DO WHILE do while(邏輯運算) end do 類似于C中的while(邏輯運算) 。 一開始那個計算圓柱表面積的程序中,應該也算是這一類。不過它是通過內部的if語句來 控制循。看來也是可以的,不過在這本書上沒看到這樣寫。其實應該也可以歸于下面這種。3、沒看到和C里面的dowhile(邏輯運算); 相對應的循環語句,不過可以這樣,保證至少做一循環:do while(.ture.) if(邏輯運算) ex
40、it !exit就好比C里面的break。C里的continue在Fortran里是cycleend do4、Fortran的一個特色:帶署名的循環 可以這樣,不易出錯: outer: do i=1,3 inner: do j=1,3 end do inner end do outer 還可以這樣,很方便: loop 1: do i=1,3 loop2: do j=1,3 if(i=3) exit loop1 !exit終止整個循環loop1 if(j=2)
41、60;cycle loop2 !cycle跳出loop2的本次循環,進行loop2的下次循環 write(*,*) i,j end do loop2 end do loop1 還有一些循環主要用于Fortran中的數組運算,為Fortran特有,很實用。六、數組 1、數組的聲明和C不同的是,Fortran 中的數組元素的索引值寫在()內,且高維的也只用一個(),如 integer a(5) !聲明一個整型一維數組 real : b(3,6) !聲明一個實型二維數組 類型可以是integ
42、er, real, character, logical或type。最高可以到7維。 數組大小必須為常數。但是和C語言不同,Fortran也有辦法使用大小可變的數組,方法如: integer, allocatable : a(:) !聲明小可變經過某個途徑得知所需數組大小size之后,用下面的語句:allocate(a(size) !配置內存空間之后該數組和通過一般方法聲明的數組完全相同。 與C不同,Fortran索引值默認為從1開始,而且可以在聲明時改變該規則: integer a(-3:1) ! 索引值為-3,-2,-1,0,1
43、integer b(2:3,-1:3) !b(23,-13)為可使用的元素2、數組在內存中的存放和C不同,Fortran 中的數組比如a(2,2)在內存中存放順序為a(1,1),a(2,1),a(1,2),a(2,2 )。原則是放低維的元素,再放高維的元素。此規則稱為column major。3、賦初值 (1)最普通的做法: integer a(5) data a /1,2,3,4,5/ 或integer : a(5)=(/1,2,3,4,5/) 若integer : a(5)=5,則5個元素均為5 對于integer :
44、a(2,2)=(/1,2,3,4/) 根據數組元素在內存中存放的方式,等價于賦值a(1,1)=1,a(2,1)=2,a(1,2)=3,a(2,2)=4 (2)利用Fortran的特色:隱含式循環。看例子就明白了。 integer a(5) integer i data (a(i),i=2,4)/2,3,4/ !(a(i),i=2,4)表示i從2到4循環,增量為默認值1 還可以這樣: integer i integer : a(5)=(/1,(2,i=2,4),5/) !五個元素分別賦值為1,2,2,2,5
45、 integer : b(5)=(/i, i=1,5/) !五個元素分別賦值為1,2,3,4, 還可以嵌套 data (a(i,j),i=1,2),j=1,2)=/1,2,3,4/ !a(1,1)=1,1(2,1)=2,a(1,2)=3,a(2,2)=44、操作整個數組 設a,b為相同類型、維數和大小的數組 a=5 !所有元素賦值為5 a=(/1,2,3/) !這里假設a為一維,a(1)=1,a(2)=2,a(3)=3 a=b !對應元素賦值,要求a,b,c維數和大小相同,下同
46、0;a=b+c a=b-c a=b*c a=b/c a=sin(b) !內部函數都可以這樣用5、操作部分數組元素 a為一維數組 a(3:5)=(/3,4,5/) !a(3)=3,a(4)=4,a(5)=5 a(1:5:2)=3 !a(1)=3,a(3)=3,a(5)=3 a(3:)=5 !a(3)以及之后的所有元素賦值為5 a(1:3)=b(4:6) !類似于這種的要求左右數組元素個數相同 a(:)=b(:,2) !a(1)=b(1,2),a(2)=b(2,2),以此類推6、
47、WHERE where形式上類似于if,但只用于設置數組。設有兩個同樣類型、維數和大小的數組a,b where(a<3) b=a !a中小于3的元素賦值給b對應位置的元素 end where 再如:where(a(1:3)/=0) c=a !略去了end where,因為只跟了一行where可嵌,也 !可類似do循環有署名標簽。7、FORALL 有點像C中的for循環: forall(triplet1,triplet2 ,triplet3,mask) 其中triplet形如i=2:6:2,表示循環,
48、最后一個數字省略則增量為1 例如: forall(i=1:5,j=1:5,a(i,j)<10) a(i,j)=1 end forall 又如: forall(i=1:5,j=1:5,a(i,j)/=0) a(i,j)=1/a(i,j) forall也可以嵌套使用,好比C中for循環的嵌套。七、函數 Fortran中函數分兩類:子程序(subroutine)和自定義函數(function)。自定義函數本 質上就是學上的函數,一般要傳遞自變量給自定義函數,返回函數值。子程序不一定是這樣,可 以沒有返值。傳遞參數要注意類型的對應,這跟
49、C是一樣的。 1、子程序 目的:把某一段經常使用的有特定功能的程序獨立出來,可以方便調用。 習慣上一般都把子程序放在主程序結束之后。 形式: subroutine name (parameter1, parameter2) !給子程序起一個有意義的名字。可以傳遞參數,這樣可以有返回值。括號內也可以 空著,代不傳遞參數。 implicit none integer: parameter1, parameter2 !需要定義一下接收參數的類型。 !接下來的程序編寫跟主程序沒有任何別。 &
50、#160;return !跟C不同,這里表示子程序執行后回到調用它的地方繼續執行下面的程序。不一定放在最后。可以放在子程序的其他位置,作用相同;子程序中return之后的部分不執行。 end subroutine name 調用:使用call命令直接使用,不需要聲明。在調用處寫: call subroutine name(parameter1,parameter2) 注意點: a.子程序之間也可相互調用。直接調用就是了,像在主程序中調用子程序一樣。 b.傳遞參數的原理和C中不同。Fortran 里是傳址調用(call by
51、address/reference),就是傳遞時用參數和子程序中接收時用的參數使用同一個地址,盡管命名可以不同。這樣如果子程序的執行改子程序中接收參數的值,所傳遞的參數也相應發生變化。 c.子程序各自內部定義的變量具有獨立性,類似于C。各自的行代碼也具有獨立性。因此各個子程序主程序中有相同的變量名、行代碼號,并不會相互影響。2、自定義函數 和子程序的明顯不同在于:需要在主程序中聲明之后才能使用。調用方式也有差別。另外按照慣例用函數不去改變自變量的值。如果要改變傳遞參數的值,習慣上用子程序來做。 聲明方式:real, external : function_name
52、 一般自定義函數也是放在主程序之后。形式: function function_name(parameter1, parameter2) implicit none real: parameter1, parameter2 !聲明函數參數類型,這是必需的 real:function_name !聲明函數返回值類型,這是必需的 function_name=. !返回值的表達式 return end 也可以這樣直接聲明返回值類型,簡潔些: real fun
53、ction function_name(parameter1, parameter2) implicit none real: parameter1, parameter2 !這個還是必需的 function_name=. !返回值表達式 return end 調用:function_name(parameter1,parameter2) 不需要call命令。 自定義函數可以相互調用。調用時也需要事先聲明。 總之,調用自定義函數前需要做聲明,調用子程序則不需要。3、關于函數中的變量
54、 (1)注意類型的對應。Fortran 中甚至可以傳遞數值常量,但只有跟函數定義的參數類型 對應才會到想要的結果。如call ShowReal(1.0)就必須用1.0而不是1。 (2)傳遞數組參數,也跟C一樣是傳地址,不過不一定是數組首地址,而可以是數組某個 指定元素地址。比如有數組a(5),調用call function(a)則傳遞a(1)的地址,調用call functio n(a(3)則遞a(3)的地址。 (3)多維數組作為函數參數,跟C相反的是,最后一維的大小可以不寫,其他維大小必須 寫。這決于Fortran中數組元素column major的存放方式。&
55、#160;(4)在函數中,如果數組是接收用的參數,則在聲明時可以用變量賦值它的大小,甚至可 以不指定小。例如:subroutine Array(num,size) implicit none integer: size integer num(size) !可以定義一個數組,其大小是通過傳遞過來的參數決定的。這很實用 return end (5)save命令:將函數中的變量值在調用之后保留下來,下次調用此函數時該變量的值就 是上次保的值。只要在定義時加上save就行: integer, save : a=1
56、60;(6)傳遞函數(包括自定義函數、庫函數、子程序都是可以的)。類似于C中的函數指針需要在 主程序和調用函數的函數中都聲明作為參數傳遞的函數。如 real, external : function !自定義函數 real, intrinsic : sin !庫函數 external sub !子程序 (7)函數使用接口(interface):一段程序模塊。以下情況必需: a.函數返回值為數組 b.指定參數位置來傳遞參數時 c.所調用的函數參數個數不固定 d.輸入指標參數時 e.函數返回值為指針時。 具體用法結合例子容易看懂
57、。例子都很長。看書吧。4、全局變量功能就不用說了。原理:根據聲明時的相對位置關系而取用,不同與C中根據變量名使用。如果在主程序中定義:integer : a,bcommon a,b !就是這樣定義全局變量的在子程序或自定義函數中定義:integer : c,dcommon c,d則a和c共用相同內存,b和d共用相同內存。全局變量太多時會很麻煩。可以把它們人為歸類,只需在定義時在common后面加上區間名,如common /groupe1/ a, common /group2/ b。這樣使用時就不必把所有全局變量都列出來,再聲明common /groupe1/ c就可以用a、c全局變量了。可以使用block data程序模塊。在主程序和函數中不能直接使用前面提到的data命令給全局變量賦初值。可以給它們各自賦初值;如果要使用data命令必須要這樣:block data nameimplicit noneinteger a,b,creal d,ecommon a b ccommon /group1/ d,edata a,b,c,d,e /1,2,3,4.0,5.0/end block data name5、Module Module不是函數。它用于封裝程序模塊,一般是把具有相關功能的函數及變量封裝在一起 。用法
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