Fortran程序总结.docx

Fortran程序总结.docx

《Fortran程序总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Fortran程序总结.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

Fortran程序总结

1.行的书写（行的长度、分行、续行）

一行可以是0~132个字符，空格有意义，

语句最长不超过2640个字符

一行可以有多个语句，用“;”分隔

一个语句可分行写，读行标记为&（放在尾部），但如为关键字，首尾均加&。

最多可有511个续行。

2.说明语句必须出现在可执行语句之前，格式说明语句（FORMAT语句）除外。

3.注释标志符：

自由格式：

！

固定格式：

C*

语句分隔符：

分号；（仅自由格式可以使用）

续行符：

自由格式：

&

申明标号：

1到5位无符号整数

空格：

关键字、变量、常量内部不能用空格，但相邻两者之间须用空格

4.信息处理的分类：

数值处理和信息处理

现代计算机工作原理：

程序存储和程序控制（冯·诺依曼）

1、运算器——算术运算、逻辑运算

2、控制器——根据指令控制计算机工作

运算器、控制器和寄存器称为中央处理器CPU

3、I/O设备——提供数据传输服务

4、总线——数据传输的公共通道

1.机器语言：

二进制代码形式，可以被计算机直接执行，不可移植

2.汇编语言：

用助记符来代替机器指令，容易记忆，不可移植

3.高级语言：

接近自然语言（英语）的程序设计语言，又称算法语言，易学、易用、易维护，可移植性好例：

FORTRAN、BASIC、PASCAL、C、LISP、PROLOG等

5.FORTRAN90程序是一种分块结构，由若干个程序单元块组成：

主程序、外部子程序、模块、块数据单元无论是主程序单元，还是子程序单元，都是独立的程序单位，应该独立编写，它们的形式相似。

非语句行：

注释语句：

！

后的所有字符都被编译器忽略。

可独占一行，也可在其它语句之后，空行为注释行（固定格式用C和*）

6.常量的定义：

常量是程序执行过程中不能变化的量。

基本数据类型有五种：

整型、实型、复型、字符型和逻辑型

前三种属于数值类型，后两种为非数值类型，主要用于文字处理和控制。

FORTRAN90通过KIND值确定整数的存储开销、最大位数和取值范围，如表所示。

缺省KIND值则取默认值4。

KIND值字节数二进位数取值范围

118-128~127

2216-32768~32767

4432-2147483648~2147483647

格式：

SELECTEND_INT_KIND（N）：

功能：

返回范围在-10N~10N的整数的kind-Value

在FORTRAN90中，也可以表示二进制、八进制、十六进制形式的无符号整数。

其形式如下：

二进制数：

B’101101’或B”101101”

八进制数：

O’76210’

十六进制数：

Z’1FA2’

实型常量

指数形式

⑴数字部分：

小数形式实数或整数

⑵指数部分：

只能为整数错例：

4E5.6

⑶数字部分不能丢；例：

10-4：

E-4（错）1E-4（正确）

⑷以标准化形式（规格化指数）输出（<1或>=1，此处分为两类）

1。

数字部分的值小于1，且小数点后的第一位数字非0

例：

0.743643E-12（正确）21.835E-12（错）

2。

数字部分有且仅有一位非零的整数。

例：

7.43643E-12（正确）0.21835E-12（错）

一般实数范围：

-1038～+1038，有效位7～8位也有的系统允许数的范围更大，可以超过10100。

上溢：

overflow下溢：

当0处理

为了能得到理想的范围和有效数字，要求说明种别类型参数值。

（书上有误）

例：

INTEGER,PARAMETER:

:

long=SELECTED_REAL_KIND（8,88）

则符号常数long提供了至少8位精度，以及-1088～+1088的值的范围。

以此说明的实型常量：

1、PRECISION（4.37_long）精度至少为8

2、RANGE（4.37_long）范围至少88次冪

常用实数一般分为两种：

real（4）单精度（默认）

real（8）双精度

实数种别为8时常量的表示（双精度数）

有效位：

15位；数字部分D±指数

例：

1.2D2

字符常量长度：

字符串内字符的个数空格算一个，起止界不算，长度可为0。

（空串’’或""）

用于标识一个程序成分，例如符号常量、变量、派生类型等。

对于名字有下列要求：

1.名字的长度不能超过31个字符

2.名字的组成成分可以是字母、数字和下划线

3.名字的第一个字符必须是字母

4.在名字中不能出现空格

提倡使用具有一定含义的名字，提高程序的清晰度和可读性。

变量字母、数字、下划线组成

字母开头

长度1-31个

Fortran90关于变量说明的新功能：

1.在变量说明的同时，可以给变量赋初值。

INTEGER:

:

I=5，J=126

REAL:

:

X=7.2，Z，W=774.2

2.在说明变量的同时也可说明其种别

REAL（KIND=4）:

:

X,Y或REAL（4）:

:

X,Y

3.在说明变量的同时，还可说明变量的属性INTEGER，PARAMETER:

:

I=5，J=123

REAL，DIMENSION（1:

10）:

:

A

程序单元概念

程序单元是FORTRAN语言的基本成分。

程序单元可以是主程序、子程序、模块或块数据程序单元。

子程序可以是函数子程序或子例行子程序。

模块包含的说明是对其它的程序单元形成可访问性。

块数据单元用来对有名公用区中的数据对象赋初值。

（F90中不提倡使用）

•主程序是不包含SUBROUTINE、FUNCTION、MODULE或BLOCKDATA语句作为其第一条语句的程序单元。

主程序其他限制

•主程序的可执行部分不能包含有RETURN语句或者ENTRY语句。

•程序名对可执行程序是全局的，而且不得于该可执行程序中的任何其它程序单元名、外部过程名或公用块名相同，也不得于主程序内的任何局部名相同。

•在主程序的作用范围内的说明不得包含OPTIONAL语句、INTENT语句、PUBLIC语句或它们的等价属性，在主程序内SAVE语句不起作用。

•主程序内的任何内部过程的定义必须跟在CONTAINS语句之后。

•子程序是可以完成某一独立算法或功能的程序单元，但它功能的具体体现要通过主程序（或子程序）的调用来实现。

•按子程序与主程序的位置关系分为内部过程和外部过程。

•内部过程可以出现在主程序、外部过程或模块内。

•模块也是一种在程序单元之外独立编写的程序单元。

它有独特的形式，即模块程序单元内没有可执行语句，除了说明语句外，最多包含内部过程。

模块的主要作用是供其它程序单元引用。

程序单元引用模块，实际是将模块内的全部语句复制到本程序单元。

因此模块起共享及复制的作用。

块数据程序单元对有名公用块内的数据对象提供初值。

•支持程序的最基本的语句主要有四种：

类型说明语句、赋值语句、输入语句、输出语句。

•整型数据运算速度快，在机内存储没有误差，但能表达的值的范围较小；

实型数据能表示小数、分数及不同的精度，表达的值的范围大，但数的外部表示和机器存储会有误差。

例，10.2，在机内表示可能为10.999998。

使用实数时，尽量避免作相等或不相等的比较例：

A是实型变量，对其与10.2作相等与否比较，不能写成：

IF（A==10.2）PRINT*,A应改写为：

IF（ABS（A-10.2）<1.0E-6）PRINT*，A

•有关种别的函数

•KIND（X）

•SELECTED_INT_KIND（N）

•SELECTED_REAL_KIND（N,M）

•测试标准种别：

•KIND（0）4（整型）

•KIND（0.0）4（实型）

•KIND（.FALSE.）4（逻辑类型）

•KIND（‘A’）1（字符类型）

•各种基本类型种别可取值

•INTEGER：

1，2，4（默认）

•REAL：

4（单精度，默认），8（双精度）

•LOGICAL：

1，2，4（默认）

•COMPLEX：

4（单精度，默认），8（双精度）

•CHARACTER:

1

•PARAMETER属性

•

（1）功能：

用一个符号代表一个常量，称为符号常量（常数）

•

（2）写法：

Real，Parameter：

：

G=9.8&&说明类型时赋值

•（3）位置：

位于可执行语句之前

•使用规则

•①程序中不得改变其值

•②与普通常量的区别：

不作语句标号和FORMAT中重复系数

•③类型：

一般采用I-N规则，否则，需先定义其类型

•例：

parameter（n=5）

**

*/

+-（正，负，加，减）

3.5+2*A/B+V**2

④②③⑤①

FORTRAN90配置的函数称为内在函数。

内在函数分为三种：

•基本函数

•转换函数

•查询函数

•⑴三角函数单位为弧度sinDcosDTAND可以为度（F90）

•

（2）某些函数参数只能为实型如：

log（2.0）（loG

（2）错）

•（4）自变量可以是有值的常量、变量、表达式例:

ABS（B**2+SIN（A+B））

•INT（X,KIND）:

将X值转换为整型，以KIND的值作为种别参数

•REAL（X,KIND）:

将X值转换为实型，以KIND的值作为种别参数

•CMPLX（X,Y,KIND）:

将X，Y转换为复型，以KIND的值作为种别参数

•对于连续的乘方运算，采用先右后左的方式

•例：

3**2**3，先计算2**3=8，再进行3**8=6561

•运算对象类型相同时，运算结果的类型为同一类型注意有效位数的限制引起的误差

注意：

5/2=21/2=0！

！

•计算机存储数据的有效位数是有限的

•一般为十进制数的6至7位

•例：

1.0/3.0的结果在内存中不是0.3333333333333…，而是0.3333333

•注意溢出

•计算结果超出了存储单元所允许的数的范围

•程序中的表达式，要避免两个很大的数相乘、或一个很大的数除以一个很小的数

赋值号左边只能是变量名（或数组元素名、数组名），不能是表达式类型要求

■逻辑型、字符型的赋值语句要求“=”两边类型相同

■数值型赋值，不区别整型、实型和复型，允许两边的数值类型不同

™执行赋值语句后，把e的值转化为V的类型后再赋值给V

™V是整型、e是实型，把尾数丢掉化为整型后赋值

4、种别方面

■字符型要求种别相同

■其余类型的e、V种别允许不同

执行赋值语句后，e的值的种别转化为V的种别后再赋值

READ中的输入表的内容可以是:

变量名,数组名,数组片段名,结构成员名，隐循环表（隐DO表），不能是表达式

变量名,数组名,数组片段名,结构成员名,隐循环表（隐DO表）,常数,函数和表达式。

输入的数据必须是常数，不能是变量和表达式

如输入2+1，则出错。

出错信息：

run-timeerrorF6601：

Read（con）-InvalidInteger

含义：

输入了无效的整数

4.输入数据个数：

1）不得少于变量的个数；

2）可分行输入；

3）多余的数据不起作用

空格可以多个，/表示输入数据结束，后面的数据被取消，没有输入数据的变量值为原值；

Read*，A，B，C

输入：

2，1/3

结果：

A=2B=1C=0

6、如果几个连续变量需要赋同一个值，可以使用重复因子r,即r*[c]：

r为重复数

4*0.5，2*3，2*’AB’，3*（1.0，-1.0）

表控输出的格式

类型：

复型：

带（）输出

逻辑型：

T，F输出一个字符

字符型：

‘’丢失，采用左对齐输出

一行显示不下，数据自动换行输出

多个PRINT语句：

每个开始输出一个新的记录

riw输出

1．数字在指定的区域内右端对齐，不足w则左边补空格。

2．负数的符号也包含在字段宽度内

3．如果应输出的列数超过了规定的字段宽度，则不输出有效数据，以w个*填充。

Riw输入

543□5430

□210

210

23456

2345

1）实数的输入（三种方式）

READ（*，’（F4.1,2F10.6）’）A，B，C

输入：

□□12□□4567□□□□□□-83527□□

则a=1.2；b=45.67；c=-8.3527

！

！

不带小数点

输入不带小数点，由则编辑符指定位置自动加上小数点。

按w截取数据，由d决定小数点的位置，按右对齐，空格当0

READ（*，’（F4.1,2F10.6）’）A，B，C

□1.2□□□□□45.67□□□-8.3527

！

！

带小数点。

输入的数据本身带小数点,如果编辑符中规定的小数点位置和数据本身的小数点位置有矛盾,按“自带小数点优先”原则,d不起作用，小数点记入w中

（3）READ（*，’（F4.1,2F10.6）’）A，B，C

1.2，45.67，-8.3527（表控格式）

用自由格式，逗号分隔，但每个数连同后随逗号必须<=w，否则出错。

d可以为零但不能省略

X=25.6Y=-378.456Z=873.2

PRINT’（F5.1,2F8.2）’,X，Y，Z

□25.6□-378.46□□873.20

 w包括数符和小数点两位

若数据小于w位，则左边补空格

输出值时舍入，而不是截断

如果是科学计数法则转换小数形式

REAL*4:

:

G,H,E,R

G=12345.678;H=12345678.;E=-4.56E+1;R=-365.

WRITE（*,'（F8.2）'）G,H,E,R

WRITE（*,'（4F10.1）'）G,H,E,R

END

结果：

12345.68！

！

舍入，取2位小数

********！

！

所给描述符整数位不够

-45.60！

！

输出时转换为定点数形式

-365.00！

！

输出时小数点占宽度

□□123456.712345678.0□□□□□-45.6□□□□-365.0

说明：

优点，输入时准备数据方便，和数学中实数的写法相同，输出时，数据便于阅读。

缺点，必须预先知道输出数据的范围。

另容易产生“大数印错”、“小数印丢”。

大数印错”、“小数印丢”

X=123567890.876543

Y=0.000001245

WRITE（*,’（1X,F15.6,F15.2）’）X,Y

输出结果:

***************□□□□□□□□□□□0.00

15列15列

XY

E编辑符

Ew.d[Ee]

格式：

数符+0+小数点+小数部分+E+符号+指数部分2位

3d4

指数部分宽度固定4列，w>=d+3+4

优点：

不必事先估计数的大小，能容纳任意大小的数据。

Ew.dEee—指定指数的宽度

例：

用E格式输出数据

X=-84.31Y=3.141592Z=0.0187

WRITE（*，‘（E10.3，E13.6，E15.6）’）X，Y，Z

结果-0.843E+02□0.314159E+01□□□0.187000E-01

规则：

1．w>d+7数据右对齐，左边用空格填满w位

若w

2．尾数部分正号省，负号则打印，记入w内

3．尾数位数>d四舍五入取d位

尾数位数

注意：

一般格式E16.77+7+2（2个空格，以便阅读）

改写该格式为：

X=-84.31Y=3.141592Z=0.0187

WRITE（*，200）X，Y，Z

200FORMAT（E10.3，E13.6，E15.6）

或

CHARACTER（30）:

:

MYLIST

字符型的赋值

MYLIST=‘（E10.3，E13.6，E15.6）’

WRITE（*，MYLIST）X,Y,Z

G编辑符

功能：

根据输出实数大小决定用F或E格式输出。

较大或较小，自动按E格式

Gw.d

条件：

1.abs（A）<0.12.abs（A）>10d

使用E格式输入输出

条件：

10d>abs（A）>=0.1

使用F格式输入输出

A=758321.6G14.7ABS（A）<107用F格式

□□758321.6□□□□

A=75.83216E+06ABS（A）>107用E格式

□0.7583216E+08

注意：

采用F格式，d为全部数字的位数

优先满足整数位

双精度数的输入输出

格式：

Dw.d

数符+0+小数点+小数部分+D+符号+指数部分2位

3d4

方法同E格式

复型数据是用两个实型编辑符（例如，用2Fw.d或‘（Fw.d，Fw.d）’或2Ew.d[Ee]来分别描述该复型的实数部分与虚数部分的。

如：

COMPLEX:

:

X

X=（2.8,4.6）

PRINT'（2F4.1）',X

输出结果为：

□2.8□4.6复型的输出没有括号

复型编辑

rLw

功能：

逻辑值的输入输出

规则：

输出一个字母，在字段最右段，前面补空格

输入时按宽度读取，以第一个字母作为逻辑值

A用来编辑字符型变量，它不关心该字符串的长短如何。

例：

CHARATER*5A，B，C

READ（*，’（A,A,A）’）A，B，C

WRITE（*，’（A,2X,A,2X,A）’）A，B，C

END

输入：

ABC□DBASICFORMAT

对于字符型数据的输入：

1、在表控格式输入的时候，输入的字符串可以加上撇号，也可省略，撇号不起作用

2、在有格式输入的时候，输入的字符串的时候不需要加上撇号，如果输入带撇号，则撇号算入W宽度，

H编辑符:

描述字符串

nH<字符串>

注意：

1.N必定等于字符串长度，否则编译出错

2.字符串中空格有意义

X=45.7

Y=289.7

WRITE（*，100）X，Y

100FORMAT（2HX=，F5.1，4H□□Y=，F6.2）

END

结果：

X=□45.7□□Y=289.70

也可FORMAT（‘X=’，F5.1，‘□□Y=’，F6.2）

斜杠编辑描述符

作用：

结束本记录的输出并开始下一个记录的输出

WRITE（*，’（5HABCDE,/,5HBCDEF,/,1X,5HCDEFG）’）

结果如下所示：

ABCDE

BCDEF

□CDEFG

注意：

1.如两个连续斜杠，在输完前面记录后，空一行（或者用print*代替）再输出

2.如在编辑符的最后出现一个斜杠在输出完记录后，再输出一个空行

 相同的编辑符串连续出现时，可简化为一串，用括号括起，前置重复系数。

例：

PRINT‘（1X,F6.1,2I4,F6.1,2I4,E10.3）’,A,B,C,D,E,F,G

可写为：

PRINT‘（1X,2（F6.1,2I4）,E10.3）’,A,B,C,D,E,F,G

编辑符个数和变量个数应相等，如编辑符个数多余变量个数，则多余编辑符不起作用；如编辑符个数少于变量个数，则重复使用格式说明，每重复一次产生一个新纪录。

例：

PRINT‘（1X,I4,F5.1,E10.3）’,A,B,C,D,E,F,G,H

则按如下顺序打印各项数据：

ABC

DEF

GH

例：

WRITE（*，100）I

100FORMAT（‘I=‘）输出I=，永不停止，原因是漏写了I4编辑符

带控制信息的输出语句（P51）

WRITE（UNIT=6,FMT=‘（1X,2F8.2）’,IOS4TAT=M［这里就是一个指代没有特别的意义]）X,Y

各部分与输入语句中基本相同。

输入输出语句

●表控格式

●自定格式（编辑符的使用：

I、F、E、G、A、L、X、H等）

●带控制信息表

每个关系表达式中的关系运算符只准出现1次，运算符两侧都是表达式；

错例：

2b）

2、运算对象：

关系运算符两边的运算对象类型应相容：

错例：

A==.TRUE.2<‘A’

❑复型：

只能进行==、/=。

不能比较大小

❑字符型：

可以进行各种关系运算

❑实型量==或/=要小心使用

一般要改写：

A==B改写为ABS（A-B）<1E-6

A/=B改写为ABS（A-B）>=1E-6

❑.NOT.a：

求反运算，

❑a.AND.b：

a与b同时为真，表达式值才为真

❑a.OR.b：

a与b有一个为真，表达式值就为真

❑a.EQV.b：

a与b值相等，表达式值为真

❑a.NEQV.b：

a与b值不相等，表达式值为真

❑.NOT.、.AND.、.OR.、.EQV.、.NEQV.

高低

❑两个逻辑运算符不能直接相邻，但.NOT.除外：

.AND..NOT.B

混合表达式中运算符优先顺序：

（1）圆括号；

（2）算术运算符；

（3）关系运算符；

（4）逻辑运算符。

括号（）1

算术运算**2

*，/3

+，-4

关系运算>,>=,<,<=,==,/=5

逻辑运算.NOT.6

.AND.7

.OR.8

.EQV.,.NEQV.9

注意顺序（优先级）

1、表控格式I/O

须先定义数据类型，再I/O

例：

LOGICAL:

:

L1，L2

READ（*，*）L1，L2

WRITE（*，*）L1，L2

输入时：

.TRUE.,.FALSE.

或:

T,F表控格式并不需要

输出:

?

?

?

T?

?

?

F

!

!

仅输出一个字符,T或F,左右没有点“.”,字段宽度由具体的计算机系统规定

格式I/O

例:

LOGICAL:

:

L1,L2

READ‘（2L2）’,L1,L2

PRINT’（1X,L4,2X,L4）’,L1,L2

运行时输入:

?

T?

F

输出:

?

?

?

T?

?

?

F

L2表示逻辑I/O,

字段宽度为2

右边通常为一条且只一条可执行语句。

错例：

IF（A

2.不能为以下语句：

END、另一个逻辑IF、块IF、ELSIF、ENDIF、DO

错例：

IF（X<2）END

3.常应用于简单的条件赋值或条件转移（在循环结构中）

4、不论条件真假都执行IF的下一个语句

⏹假设IF结构名为FIRST，则入口语句为：

FIRST：

IF（e1）THEN

⏹出口语句为：

ENDIFFIRST

注意：

⏹入口、出口写结构名时，其结构名应该一致。

⏹IF结构名与入口语句间要用冒号分隔，出口语句（ENDIF语句）与结构名之间要空1格，不能有冒号。

⏹ELSEIF语句与ELSE语句后可以写结构名，也可以不写，如果写，其结构名一定要与入口语句处的结构名一致。

⏹SELECTCASE（情况表达式）

情况表达式：

❑整型变量、逻辑变量、字符型变量或相应的表达式

❑不能是实型或复型表达式

⏹表达式列表（情况选择器）：

❑只能是常量，不能为变量，可有多条语句；

❑类型与情况表达式类型应一致，尤其字符型时种别参数必须一致，但长度可以不同；

❑，（逗号）分隔符表示分隔单个值的列表。

例：

case（