fortran95作业答案.docx
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fortran95作业答案
FORTRAN90程序设计
[麒麟火小组]
作业：
一．求一元方程的根
1.采用语句函数或函数子程序定义一元方程；
2.程序采用以下多种方法求方程的根；
牛顿迭代法，二分法，迭代法
程序利用控制变量（如nmethod）来选择计算方法。
ProgramFrist!
一个可以选择子程序的主程序
integerxuhao
print*,"请选择方法：
1：
二分法。
2：
迭代法。
3：
牛顿迭代法。
"
read*,xuhao
if（xuhao==1）then!
将3种方法放在不同的子程序中，并用选择结构进行选择。
callbisection（）
endif
if（xuhao==2）then
calldiedai（）
endif
if（xuhao==3）then
callniudun（）
endif
end
subroutinebisection（）!
二分法的子程序
realx1,x2,x
realbisect,func1!
对要调用的子程序作说明
do
print*,"输入x1,x2的值：
"
read*,x1,x2
if（func1（x1）*func1（x2）<0.0）exit
print*,"不正确的输入！
"
enddo
x=bisect（x1,x2）
print10,'x=',x
10format（a,f15.7）
end
realfunctionbisect（x1,x2）!
二分法结构的函数子程序
realx1,x2,x,f1,f2,fx
x=（x1+x2）/2.0
fx=func1（x）
dowhile（abs（fx）>1e-6）
f1=func1（x1）
if（f1*fx<0）then
x2=x
else
x1=x
endif
x=（x1+x2）/2.0
fx=func1（x）
enddo
bisect=x
end
realfunctionfunc1（x）!
二分法的一元方程子程序
realx
func1=x**3-2*x**2+7*x+4
end
subroutinediedai（）!
迭代法的子程序
realx
integerm
print*,'请输入x0和最高循环次数的值:
'
read*,x,m
calliteration（x,m）
end
subroutineiteration（x,m）!
迭代法结构的函数子程序
implicitnone
realx,x1
realfunc2
integeri,m
i=1
x1=func2（x）
dowhile（abs（x-x1）>1e-6.and.i<=m）
print10,i,x1
x=x1
i=i+1
x1=func2（x）
enddo
if（i<=m）then
print20,'x=',x1
else
print30,'经过',m,'次迭代后仍未收敛'
endif
10format（'i='i4,6x,'x='f15.7）
20format（a,f15.7）
30format（a,i4,a）
end
realfunctionfunc2（x）!
迭代法一元方程的子程序
realx
func2=（-x**3+2*x**2-4）/7
end
subroutineniudun（）!
牛顿迭代法的子程序
realx
integerm
print*,'输入初值'
read*,x
callnewton（x）
end
subroutinenewton（x）!
牛顿迭代法结构的函数子程序
implicitnone
realx,x1
realfunc3,dfunc3
integeri,m
i=1
x1=x-func3（x）/dfunc3（x）
dowhile（abs（x-x1）>1e-6）
print10,i,x1
x=x1
i=i+1
x1=x-func3（x）/dfunc3（x）
enddo
print20,'x=',x1
10format（'i=',i4,6x,'x=',f15.7）
20format（a,f15.7）
end
realfunctionfunc3（x）!
牛顿迭代法一元方程的函数子程序
realx
func3=x**3-2*x**2+7*x+4
end
realfunctiondfunc3（x）!
牛顿迭代法一元方程的导数的子程序
realx
dfunc3=3*x**2-4*x+7
end
二．求解线性方程组
用高斯消去法解线性方程组
Ax=B
的解，其中A为N*N系数矩阵，x为解向量，B为方程组右端n维列向量。
要求程序能够求解任意多个未知数的方程组，并附算例。
programsecond!
一个可以选择未知数数量的求线性方程的小程序
real,allocatable:
:
a（:
:
）,b（:
）,c（:
）
print*,'输入未知数个数n:
'
read*,n
allocate（a（n,n））!
为数组分配空间
allocate（b（n））
allocate（c（n））
print*,'输出系数矩阵a：
'
callinput（a,n）!
引入输入子程序
print*,'输入等值矩阵b：
'
read*,b
print*,'联立方程组:
'
calloutput（a,b,n）!
引入输出子程序
callgauss_jordan（a,b,c,n）!
引入乔丹法子程序
print*,'求解:
'
doi=1,n
print10,i,c（i）
enddo
10format（'x',i1,'=',f8.4）
deallocate（a）!
解除数组单元的分配
deallocate（b）
deallocate（c）
end
subroutineinput（a,n）!
定义输入子程序
reala（n,n）
doi=1,n
read*,（a（i,j）,j=1,n）
enddo
end
subroutinegauss_jordan（a,b,c,n）!
定义乔丹法子程序
dimensiona（n,n）,b（n）,c（n）
callup（a,b,n）!
乔丹法中包含的两个子程序
calllow（a,b,n）
forall（i=1:
n）
c（i）=b（i）/a（i,i）
endforall
end
subroutineoutput（a,b,n）!
定义输出子程序
reala（n,n）,b（n）
doi=1,n
print10,a（i,1）,i
doj=2,n
if（a（i,j）>0）then
print20,a（i,j）,j
else
print30,abs（a（i,j））,j
endif
enddo
print40,b（i）
enddo
10format（f5.2,'x',i1\）
20format（'+',f5.2,'x',i1\）
30format（'-',f5.2,'x',i1\）
40format（'=',f8.4）
end
subroutineup（a,b,n）
reala（n,n）,b（n）
doi=1,n-1
doj=i+1,n
p=a（j,i）/a（i,i）
a（j,i:
n）=a（j,i:
n）-a（i,i:
n）*p
b（j）=b（j）-b（i）*p
enddo
enddo
end
subroutinelow（a,b,n）
reala（n,n）,b（n）
doi=n,2,-1
doj=i-1,1,-1
p=a（j,i）/a（i,i）
a（j,1:
i）=a（j,1:
i）-a（i,1:
i）*p
b（j）=b（j）-b（i）*p
enddo
enddo
end
三．编写班级成绩考评程序
1.采用数据文件输入某班级30名同学的学号及五门课程的成绩；
2.求出每名同学的总分、统计各门成绩的平均分；
3.统计各门课程中高于和低于平均分的人数；
4.按总分高低排序，利用文件输出名次、学号和分数；
5.分数查询输入某一学号，输出该生的名次、各门课程的成绩和总分。
parameter（n=30）
typestudent_score!
!
定义派生类型studentrecord
integernum
realchin,math,eng,phy,che,sum
integerrank
endtype
type（student_score）a（n）!
结构体数组a
open（1,file='stu1.dat'）
doi=1,n
read（1,1）a（n）!
读入30个人的信息
enddo
1format（2x,i6,5（3x,f4.1））
close
（1）
open（2,file='stu2.dat'）
dataave1,ave2,ave3,ave4,ave5/5*0.0/
doj=1,0!
每名同学成绩的求和以及各门成绩的平均分
a（j）%sum=（a（j）%chin+a（j）%math+a（j）%eng+a（j）%phy+a（j）%che）
ave1=ave1+a（j）%chin/30.0
ave2=ave2+a（j）%math/30.0
ave3=ave3+a（j）%eng/30.0
ave4=ave4+a（j）%phy/30.0
ave5=ave5+a（j）%che/30.0
enddo
p=0;q=0!
输出每门成绩的平均分
doi=1,n
if（a（i）%chin>=ave1）then
p=p+1
else
q=q+1
endif
enddo
print*,'高于语文平均分的人数：
',p
print*,'低于语文平均分的人数：
',q
p=0;q=0
doi=1,n
if（a（i）%math>=ave2）then
p=p+1
else
q=q+1
endif
enddo
print*,'高于数学平均分的人数：
',p
print*,'低于数学平均分的人数：
',q
p=0;q=0
doi=1,n
if（a（i）%eng>=ave3）then
p=p+1
else
q=q+1
endif
enddo
print*,'高于英语平均分的人数：
',p
print*,'低于英语平均分的人数：
',q
p=0;q=0
doi=1,n
if（a（i）%phy>=ave4）then
p=p+1
else
q=q+1
endif
enddo
print*,'高于物理平均分的人数：
',p
print*,'低于物理平均分的人数：
',q
p=0;q=0
doi=1,n
if（a（i）%che>=ave5）then
p=p+1
else
q=q+1
endif
enddo
print*,'高于化学平均分的人数：
',p
print*,'低于化学平均分的人数：
',q
dok=1,n-1
dom=1,n-k
if（a（m）%sum>a（m+1）%sum）then
t=a（m）%sum
a（m）%sum=a（m+1）%sum
a（m+1）%sum=t
endif
enddo
a（m+1）%rank=0
a（m+1）%rank=a（m+1）%rank+1
enddo
doi=1,n
print*,'学号总分名次'
print10,a（i）%num,a（i）%sum,a（i）%rank
enddo
10format（2x,i6,3x,f4.1,3x,i2）
print*,'enterastudent’snumber:
'
read*,s!
输出符合条件的人的信息
dok=1,n
if（s==a（k）%num）then
print*,'学号语文数学英语物理化学总分名次'
print100,a（k）
exit
endif
enddo
if（k>n）print*,'cannotfindthestudent!
'
100format（2x,i6,6（3x,f4.1）,3x,i2）
close
（2）
end
编译通过，但运行发生错误，可能是环境自身的错误吧。
四．求定积分
1.采用函数子程序定义f（X）;
2.程序可选择以下多种方法定积分
矩形法、梯形法、辛普生法
3.对于不同的算法分别编写子程序，选择调用。
programforth!
一个可以选择的方法的主程序
integershuzhi
print*,'请选择您需要的方法：
1：
矩形法，2：
梯形法，3：
辛普生法。
'
read*,shuzhi
if（shuzhi==1）then
calljuxing（）
elseif（shuzhi==2）then
calltixing（）
elseif（shuzhi==3）then
callxinpusheng（）
endif
end
subroutinejuxing（）!
矩形法的子程序
reala,b,s
integern
realyrectangle
print*,'欢迎使用矩形法，请输入a,b和n的值'
read*,a,b,n
s=rectangle（a,b,n）!
调用矩形法求解的函数
print10,a,b,n
print20,s!
输出计算结果
10format（'a=',f5.2,3x,'b=',f5.2,3x,'n=',i4）
20format（'s',f15.8）
end
realfunctionrectangle（a,b,n）!
矩形法求解函数
implicitnone
realx,a,b,h,s
integeri,n
realfunc1
x=a
h=（b-a）/n
s=0
doi=1,n
s=s+func1（x）*h
x=x+h
enddo
rectangle=s
end
realfunctionfunc1（x）!
矩形法的积分函数
realx
func1=1+exp（x）
end
subroutinetixing（）!
梯形法的子程序。
reala,b,s
integern
realtrapezia!
对要调用的子程序作说明
print*,'感谢您使用梯形法，请输入a,b和n的值'
read*,a,b,n
s=trapezia（a,b,n）!
调用梯形法求解的函数
print10,a,b,n
print20,s!
输出计算结果
10format（'a=',f5.2,3x,'b=',f5.2,3x,'n=',i4）
20format（'s',f15.8）
end
realfunctiontrapezia（a,b,n）!
梯形法求解函数
implicitnone
realx,a,b,h,s
integeri,n
realfunc2
x=a
h=（b-a）/n
s=0
doi=1,n-1
s=s+2*func2（x+i*n）
enddo
trapezia=（s+func2（a）+func2（b））*h/2.0
end
realfunctionfunc2（x）!
梯形法积分函数
realx
func2=1+exp（x）
end
subroutinexinpusheng（）
reala,b,s
integern
realsinpson!
对要调用的函数子程序作说明
print*,'辛普生法很不错哦，请输入a,b和n的值'
read*,a,b,n
s=sinpson（a,b,n）!
调用辛普生法求解的函数
print10,a,b,n
print20,s!
输出计算结果
10format（'a=',f5.2,3x,'b=',f5.2,3x,'n=',i4）
20format（'s',f15.8）
end
realfunctionsinpson（a,b,n）!
辛普生法求解函数
implicitnone
reala,b,h,f2,f4,x
integeri,n
realfunc3
h=（b-a）/（2.0*n）
x=a+h
f2=0
f4=func3（x）
doi=1,n-1
x=x+h
f2=f2+func3（x）
x=x+h
f4=f4+func3（x）
enddo
sinpson=（func3（a）+func3（b）+4.0*f4+2.0*f2）*h/3.0
end
realfunctionfunc3（x）!
辛普生法的积分函数
realx
func3=1+exp（x）
end
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