fortran语法手册.docx
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fortran语法手册
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
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。
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=+,,C=,,如果含表达式则用CMPLX,如C=CMPLX*A,+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.'
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。
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））
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/,,
DATAA/,B/,C/
DATAA,B,C/3*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=
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
....
ELSEIF（逻辑表达式N）THEN
程序块N
ELSE
程序块N+1
ENDIF
7FORTRAN77循环语句
GOTO语句
标号程序行
程序块
GOTO标号
DO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
DOWHILE语句
DO标号
程序块
标号CONTINUE
DOUNTIL语句
DO标号,UNTIL（逻辑表达式）”语句，如
DO标号
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
FORTRAN77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：
ZMJ=YMJ（5）
FORTRAN77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。
FORTRAN77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
整数型
W为字段宽度,M为最少数字位数
2
实数型
D为小数位数
3
或
指数实数型
E为指数位数，通常为3或4
4
自动实数型
5
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,
R个IW,R个（NX,
R为重复系数
12
/
换行
13
$
禁止换行
目录：
?
一、说明?
二、概述?
三、数据类型及基本输入输出?
四、流程控制?
五、循环?
六、数组?
七、函数?
八、文件
一、说明?
本文多数内容是我读彭国伦《Fortran95程序设计》的笔记。
只读到第九章，主要是3~9章，都是最基本的用法（原书共16章）。
这里主要摘录了我看书过程中总结的一些Fortran和C不同的地方，主要是语法方面。
希望这份笔记能够给学过C但没有接触过Fortran的同学带去一些帮助。
要想得更清楚些，推荐看一下原书，觉得作者真的写得很好，很清楚；如果有C语言的基础，看完前九应该很快的，花一两天就行了。
觉得如果耐心看完本文，基本功能应该也可以顺利用起来了。
外，由于我之前没有用过Fortran，这次为了赶文档看书又看得很粗浅，大多数东西看过之后都没得及仔细想，只是按着作者的意思去理解。
所以这份笔记还处于纸上谈兵的层次。
如果有不妥的方，希望大家指正。
谢谢！
文中蓝色的部分是程序代码，!
后面的内容为注释。
二、概述?
1、名词解释Fortran=Formula?
Translator/Translation一看就知道有什么特色了：
可以把接近数学语言的文本翻译成机械语言。
的确，从一开始，IBM设计的时候就是为了方便数值计算和科学数据处理。
设计强大的数组操作就是为了实现这一目标。
ortran奠定了高级语言发展的基础。
现在Fortran在科研和机械方面应用很广。
2、Fortran的主要版本及差别按其发展历史，Fortran编译器的版本其实很多。
现在在广泛使用的是Fortran77和Fortran90。
ortran90在Fortran77基础上添加了不少使用的功能，并且改良了77编程的版面格式，所以编程时推荐使用90。
鉴于很多现成的程序只有77版本，有必要知道77的一些基本常识，至少保证能够看77程序。
以下是77和90的一些格式上的区别。
?
Fortran77：
?
固定格式（fixedformat），程序代码扩展名：
.f或.for
（1）若某行以C,c或*开头，则该行被当成注释；
（2）每行前六个字符不能写程序代码，可空着，或者1~5字符以数字表明行代码（用作格式化输入出等）；7~72为程序代码编写区；73往后被忽略；（3）太长的话可以续行，所续行的第六个字符必须是"0"以外的任何字符。
?
Fortran90：
自由格式（freeformat），扩展名：
.f90
（1）以"!
"引导注释；
（2）每行可132字符，行代码放在每行最前面；（3）以&续行，放在该行末或下行初。
以下都是讨论Fortran90。
3、Fortran的一些特点，和C的一些不同其实很多，在下面涉及具体方面时可以看到。
这里只是大致提一些。
（1）不分大小写
（2）每句末尾不必要写分号（3）程序代码命令间的空格没有意义（4）不像C，Fortran不使用{}（5）数据类型多出了复数和逻辑判断类型。
比如复数类型?
complex:
:
a?
!
声明复数的方法。
复数显然方便了科学计算，满足了工程方面需求?
a=,?
!
a=1+i（6）多出了乘幂运算（**）。
乘幂除了整数还可以是实数形式。
如开方，开立方?
a=**，a=**。
（7）数组有一些整体操作的功能；可以方便的对部分元素进行操作（8）有些情况下可以声明大小待定的数组，很实用的功能
4、Fortran的基本程序结构?
先看一看所谓的"HelloFortran"程序。
?
programmain?
!
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[program[main]]?
!
end用于封装代码，表示代码编写完毕。
[]中的内容可省略，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。
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?
的网上引的维基的网页。
推荐去看看!
能查到不少有意思的东西。
?
programcylinder?
!
给主函数起个名字?
!
Calculatetheareaofacylinder.?
!
Declarevariablesandconstants.?
!
constants=pi?
!
variables=radiussquaredandheight?
implicitnone?
!
Requireallvariablestobeexplicitlydeclared!
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?
!
这是常量的声明方法?
interactive_loop:
do?
!
do循环，Fortran中的循环可以加标签，如d前面的!
interactive_loop就是标签
!
Prompttheuserforradiusandheightandreadthem.
write（*,*）'Enterradiusandheight.'?
!
屏幕输出
read（*,*,iostat=ierr）radius,height?
!
键盘输入。
isotat的值用判断输入成功否。
!
Ifradiusandheightcouldnotbereadfrominput,thencyclethroughtheloop.
if（ierr/=0）then?
write（*,*）'Error,invalidinput.'
cycleinteractive_loop?
!
cycle相当于C里的continue
endif
!
Computearea.The**means"raisetoapower."
area=2*pi*（radius**2+radius*height）?
!
指数运算比C方便
!
Writetheinputvariables（radius,height）andoutput（area）tothescreen.?
write（*,'（1x,a7,,5x,a7,,5x,a5,'）&?
!
"&"表示续行。
这里还显示了格式化输出'radius=',radius,'height=',height,'area=',areayn=''?
yn_loop:
do?
!
内嵌的另一个do循环?
write（*,*）'Performanothercalculationy[n]'?
read（*,'（a1）'）yn?
if（yn=='y'.or.yn=='Y'）?
exityn_loop?
if（yn=='n'.or.yn=='N'.or.yn==''）?
exitinteractive_loop?
enddoyn_loop?
!
结束内嵌do循环?
enddointeractive_loopendprogramcylinder?
Fortran程序的主要结构就是这样了。
一般还会有些module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保留:
:
；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=?
。
parameter就是形容词。
?
（2）real：
单精度kind=4（默认），双精度kind=8?
real（[kind=]8）:
:
a=?
还有指数的形式，如1E10为单精度，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struct?
Fortran77中给变量赋初值常用DATA命令，可同时给多个变量赋初值?
dataa,b,string/1,,'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）。
按照默认的定，以i,j,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implicitnone。
彭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"：
?
integera,bequivalence（a,b）?
使得a,b使用同一块内存。
这样可以节省内存；有时可精简代码。
如：
equivalence（很长名字的变量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：
write（*,*）"text"?
!
在屏幕上输出。
Fortran77用'text'。
Fortan90中一般""和''都可?
print*，"text"?
!
只能用于屏幕输出（*,*）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
==/=>>=<<=!
Fortran90用法?
.EQ..NE..GT..GE..LT..LE.!
Fortran77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.：
当两边逻辑运算值不同时为真
2、IF
（1）基本：
?
if（逻辑判断式）then
……
endif?
如果then后面只有一句，可写为
if（逻辑判断式）……!
then和endif可省略
（2）多重判断：
if（条件1）then
……
elseif（条件2）then
……
elseif（条件3）then
……
else
……
endif
（3）嵌套：
if（逻辑判断式）then
if（逻辑判断式）then
if（逻辑判断式）then
elseif（逻辑判断式）then
……
else
……
endif?
endif
endif
（4）算术判断：
programexample
implicitnone
realc
write（*,*）"inputanumber"
read（*,*）c
if（c）10,20,30?
!
10,20和30为行代码,根据c小于/等于/大于0，执行10/20/30行的程
10write（*,*）"A"
goto40?
!
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
20write（*,*）"B"
goto40
30write（*,*）"C"
goto40
40stop
end
3、SELECTCASE
类似于C的switch语句
selectcase（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real型
…
casedefault
……
endcase
4、PAUSE,CONTINUE?
pause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、DO?
docounter=初值,终值,增/减量?
!
counter的值从初值到终值按增/减量变，?
……?
!
counter每取一个值对应着一次循
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