Fortran的主要版本及差别Word文件下载.docx

1、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 programmain !end用于封装代码，表示代码编写完毕。 中的容可省略，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www.answers.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

2、of a cylinder. Declare variables and constants. constants=pi variables=radius squared and height implicit 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 : ierr character : yn real : radius, height, area real, parameter : pi = 3.1415926536 !这是常量的声明方法 interactive_lo

3、op: 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 （ie

4、rr /= 0） then write（*,*） Error, invalid input. cycle interactive_loop !cycle 相当于C里的continue end 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,

5、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=,area yn = yn_loop:嵌的另一个do循环Perform another calculation? yn read（*,（a1） yn if （yn=y .or. yn=Y） exit yn_loopnN） exit interactive_loop end do yn_loop !结束嵌do循环 end do interactive_loop end program cylinder Fortran程序的主要结构就是这样了。一般还会有些mo

6、dule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=4 integer（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=8 real（kind=8） : a=3.0 还有指数的形式，如1E10为单

7、精度，1D10为双精度（3）complex 单精度和双精度 complex（kind=4） b（4）character character（len=10） c !len为最大长度（5）logical logical*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,

8、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。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使用同一块存。这样可以节省存；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：text在屏幕上输出。Fortran 77用 text。Fortran 90 一般 和都可 print *，只能屏幕输出（

9、*,*）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

10、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：else ifelseend if（3） 嵌套： if（逻辑判断式） then else 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 if（4） 算术判断：program exampleimplicit nonereal cwrite （*,*） input a numberread （*,*） cif（c） 10,20,30 !10,20和30为行代码,

11、根据c小于/等于/大于0，执行10/20/30行的程序10 write （*,*） Agoto 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 （*,*） Bgoto 4030 write （*,*） C40 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cas

12、e 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。增/减量不写则默认为1 循环主体也没有必要用end doFortran 77中不是用end do来终止，而是下面这样子：do 循环最后一行的行代码 counter=初值, 终值, 增/减量 行代码 !这是do的最后一行2、DO WHILEdo while（逻辑运算）类似于C中的

13、while（逻辑运算） 。一开始那个计算圆柱表面积的程序中，应该也算是这一类。不过它是通过部的if语句来控制循环。看来也是可以的，不过在这本书上没看到这样写。其实应该也可以归于下面这种。3、没看到和C里面的dowhile（逻辑运算）; 相对应的循环语句，不过可以这样，保证至少做一次循环：do while（.ture.） if（逻辑运算） exit !exit就好比C里面的break。C里的continue在Fortran里是cycle4、Fortran的一个特色：带署名的循环可以这样，不易出错：outer: do i=1,3 inner: do j=1,3 end do innerend do

14、 outer还可以这样，很方便：loop 1: do i=1,3 loop2: if（i=3） exit loop1 !exit终止整个循环loop1 if（j=2） cycle loop2 !cycle跳出loop2的本次循环，进行loop2的下一次循环 write（*,*） i,j end do loop2end do loop1还有一些循环主要用于Fortran中的数组运算，为Fortran特有，很实用。六、数组1、数组的声明和C不同的是，Fortran中的数组元素的索引值写在（），且高维的也只用一个（），如下integer a（5） !声明一个整型一维数组real : b（3,6） !

15、声明一个实型二维数组类型可以是integer, real, character, logical或type。最高可以到7维。数组大小必须为常数。但是和C语言不同，Fortran也有办法使用大小可变的数组，方法如下：integer, allocatable : a（:） !声明大小可变经过某个途径得知所需数组大小size之后，用下面的语句：allocate（a（size） !配置存空间之后该数组和通过一般方法声明的数组完全相同。与C不同，Fortran索引值默认为从1开始，而且可以在声明时改变该规则：integer a（-3:1） ! 索引值为-3，-2，-1，0，1integer b（2:3,

16、-1:3） !b（23,-13）为可使用的元素2、数组在存中的存放和C不同，Fortran中的数组比如a（2,2）在存中存放顺序为a（1,1）,a（2,1）,a（1,2）,a（2,2）。原则是先放低维的元素，再放高维的元素。此规则称为column major。3、赋初值（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，则5个元素均为5对于integer : a（2,2）=（/1,2,3,4/） 根据数组元素在存中存放的方式，等价于赋值a（1,1）=1,a（2,1）=2,a

17、（1,2）=3,a（2,2）=4（2）利用Fortran的特色：隐含式循环。看例子就明白了。 integer i data （a（i）,i=2,4）/2,3,4/ !（a（i）,i=2,4）表示i从2到4循环，增量为默认值1还可以这样：integer i a（5）=（/1,（2,i=2,4）,5/） !五个元素分别赋值为1，2，2，2，5 b（5）=（/i, i=1,5/） !五个元素分别赋值为1，2，3，4，5还可以嵌套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、操作整个数组设a，b为相

18、同类型、维数和大小的数组a=5 !所有元素赋值为5a=（/1,2,3/） !这里假设a为一维，a（1）=1,a（2）=2,a（3）=3a=b !对应元素赋值，要求a,b,c维数和大小相同，下同a=b+c a=b-ca=b*ca=b/ca=sin（b） !部函数都可以这样用5、操作部分数组元素a为一维数组a（3:5）=（/3,4,5/） !a（3）=3,a（4）=4,a（5）=5a（1:5:2）=3 !a（1）=3,a（3）=3,a（5）=3）=5 !a（3）以及之后的所有元素赋值为53）=b（4:6） !类似于这种的要求左右数组元素个数相同a（:）=b（:,2） !a（1）=b（1,2）,a（

19、2）=b（2,2），以此类推6、WHERE where形式上类似于if，但只用于设置数组。设有两个同样类型、维数和大小的数组a,b34m where（a3） b=a !a中小于3的元素赋值给b对应位置的元素end where 再如：where（a（1:3）/=0） c=a !略去了end where,因为只跟了一行where可嵌套，也 可类似do循环有署名标签。7、FORALL有点像C中的for循环：forall（triplet1,triplet2 ,triplet3,mask）其中triplet形如i=2：6：2，表示循环，最后一个数字省略则增量为1例如：forall（i=1:5,j=1:5

20、,a（i,j）10） a（i,j）=1end forall又如： forall（i=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循环的嵌套。七、函数Fortran中函数分两类：子程序（subroutine）和自定义函数（function）。自定义函数本质上就是数学上的函数，一般要传递自变量给自定义函数，返回函数值。子程序不一定是这样，可以没有返回值。传递参数要注意类型的对应，这跟C是一样的。1、子程序目的：把某一段经常使用的有特定功能的程序独立出来，可以方便调用。习惯上一般都把子程序放在主程序结束之后。形式：subroutine nam

21、e （parameter1, parameter2） 给子程序起一个有意义的名字。可以传递参数，这样可以有返回值。括号也可以空着，代表不传递参数。implicit none integer: parameter1, parameter2 !需要定义一下接收参数的类型。接下来的程序编写跟主程序没有任何差别。 mreturn !跟C不同，这里表示子程序执行后回到调用它的地方继续执行下面的程序。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之后的部分不再执行。end subroutine name调用：使用call命令直接使用，不需要声明。在调用处写：call subrou

22、tine name（parameter1,parameter2）注意点：a.子程序之间也可相互调用。直接调用就是了，像在主程序中调用子程序一样。b.传递参数的原理和C中不同。Fortran里是传址调用（call by address/reference），就是传递时用的参数和子程序中接收时用的参数使用同一个地址，尽管命名可以不同。这样如果子程序的执行改变子程序中接收参数的值，所传递的参数也相应发生变化。c.子程序各自部定义的变量具有独立性，类似于C。各自的行代码也具有独立性。因此各个子程序和主程序中有相同的变量名、行代码号，并不会相互影响。2、自定义函数和子程序的明显不同在于：需要在主程序中声

23、明之后才能使用。调用方式也有差别。另外按照惯例调用函数不去改变自变量的值。如果要改变传递参数的值，习惯上用子程序来做。声明方式：real, external : function_name一般自定义函数也是放在主程序之后。function function_name（parameter1, parameter2） implicit none real:声明函数参数类型，这是必需的function_name !声明函数返回值类型，这是必需的 function_name=. !返回值的表达式returnend 也可以这样直接声明返回值类型，简洁些：real function function_na

24、me（parameter1, parameter2）这个还是必需的返回值表达式function_name（parameter1,parameter2）不需要call命令。自定义函数可以相互调用。调用时也需要事先声明。总之，调用自定义函数前需要做声明，调用子程序则不需要。3、关于函数中的变量（1）注意类型的对应。Fortran中甚至可以传递数值常量，但只有跟函数定义的参数类型对应才会得到想要的结果。如call ShowReal（1.0）就必须用1.0而不是1。（2）传递数组参数，也跟C一样是传地址，不过不一定是数组首地址，而可以是数组某个指定元素的地址。比如有数组a（5），调用call function（a）则传递a（1）的地址，调用call function（a（3）则传递a（3）的地址。（3）多维数组作为函数参数，跟C相反的是，最后一维的大小可以不写，其他维大小必须写。这决定于Fortran中数组元素column major的存放方式。（4）在函数中，如果数组是接收用的参数，