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1、 i Fortran 语言 Fortran77 结构化程序设计 结构化程序设计 第一章 FORTRAN语言程序设计初步 1 1 1 FORTRAN语言发展概况 1 1 2 简单的FORTRAN程序分析 1 1 3 FORTRAN 源程序的书写格式 1 1 4 Fortran程序的编辑与运行 1 1 5 常 量 1 1 5 1 整型常量 1 1 5 2 实型常量 1 1 6 变 量 2 1 6 1 变量的概念 2 1 6 2 变量名 2 1 6 3 变量类型 2 1 7 Fortran内部函数 2 1 8 Fortran算术表达式 3 1 8 1 算术运算符和运算优先级 3 1 8 2 表达式运
2、算中的类型问题 3 1 8 3 运算的误差问题 3 1 9 赋值语句 3 1 10 简单输出语句 3 1 11 简单输入语句 4 1 12 PARAMETER语句 5 1 13 END STOP PAUSE语句 5 总结 5 第二章 逻辑运算和选择结构 6 2 1 引 言 6 2 2 关系表达式 6 2 3 逻辑表达式 6 2 4 用块 IF 实现选择结构 6 2 5 逻辑IF语句 7 2 6 算术IF语句 7 第三章 循环结构的实现 8 3 1 用GOTO语句实现循环 8 3 2 用DO语句实现循环 8 3 3 当型循环的实现 9 3 4 直到型循环的实现 9 3 5 几种循环形式的关系和比
3、较 9 第四章 FORTRAN的数据结构 10 4 1 程序中的数据结构 10 4 2 双精度数据类型 10 4 3 复型类型数据 10 4 4 四种数值型数据之间的转换和运算 10 4 5 字符型数据 10 第五章 数据的输入和输出 12 ii 5 1 概 述 12 5 2 有格式的输出 12 5 3 有格式的输入 13 5 4 在PRINT WRITE和READ语句中包含格式说明 13 第六章 数 组 14 6 1 数组的说明和数组元素的引用 14 6 2 数组的逻辑结构和存储结构 14 6 3 数组的输入和输出 14 6 4 使用DATA语句给数组赋初值 15 第七章 语句函数 16 7
4、 1 语句函数的定义 16 7 2 语句函数的引用 16 第八章 子程序 17 8 1 函数子程序 17 8 2 子例行程序 18 8 3 实参和虚参之间的数据传递 18 第九章 数据共用存储单元 20 9 1 等价语句 EQUIVALENCE语句 20 9 2 公用语句 20 9 2 1 无名公用区 20 9 2 2 有名公用区 21 9 3 数据块子程序 22 第十章 文 件 24 10 1 概述 24 10 2 文件的基本概念 24 10 3 数据文件的建立和使用 24 1 第一章 FORTRAN 语言程序设计初步 1 1 FORTRAN 语言发展概况语言发展概况 Formula Tra
5、nslation 适用于工程及科学计算的一种高级程序设计语言 1951 年由约翰 贝克斯等人开始研究 Fortran 语言 1957 年第一个 Fortran 程序在 IBM704 机上运行 1958 和 1962 年先后推出 Fortran 和 Fortran 1966 和 1978 年先后颁布 Fortran66 和 Fortran77 1991 年颁布了 Fortran90 1997 年颁布 Fortran95 2004 年颁布 Fortran2003 1 2 简单的简单的 FORTRAN 程序分析程序分析 Fortran 程序的基本结构 程序的基本结构 一个 Fortran 源程序由一
6、个或多个程序单位组成 每个独立的程序单位以 end 语句结束 每个程序单位包括若干行 不能一行写多条语句 但可以几行写一条语句 语句行 执行语句和非执行语句行 和 非语句行 注释行 程序必须按规定格式书写 1 3 FORTRAN 源程序的书写格式源程序的书写格式 Fortran77 源程序必须按以下格式书写 Fortran 不区分大小写 每行只能在 80 列内书写 并把 80 列分为 4 个区 1 5 列 标号区 1 5 位整数 第 1 列为 或 c 时 为注释行 第 6 列 续行标志区 非空格或非 零 最多 19 个续行 7 72 列 语句区 书写语句 一行只能写一条语句 73 80 列 语
7、句注释区 一般作编号注释 1 4 Fortran 程序的编辑与运行程序的编辑与运行 一 创建源程序文件并编写源程序 二 编译并连接源文件 三 运行程序编译生成的可执行文件 1 5 常常 量量 常量 在程序执行期间其值固定不变的量 Fortran 处理六种类型的常量 整型常量 Integer 4 位 实型常量 Real 4 位 双精度常量 Double precision 8 位 a bDd D 是双精度标志 不能省 指数 d 必须有 复型常量 Complex 8 位 逻辑型常量 Logical 4 位 字符型常量 Character 1 位 1 5 1 整型常量整型常量 整数 整数 Integ
8、er 包括正 负整数和零 说明 在 32 位 微机中 整数的取值范围为 231 231 1 2147483648 2147483648 1 5 2 实型常量实型常量 实数 real 两种表示形式 小数形式 指数形式 通常表示较大或较小的数 说明 一个数值用指数形式表示时有两种表达方式 2 一个基本实数后面跟指数部分 如 0 876 8 76E 1 一个整数后面跟指数部分 如 0 876 876E 3 同一个数值可用不同的指数形式表示 如 0 876 8 76E 1 87 6E 2 876E 3 在微机中 一般用四个字节存放一个实数 其取值范围 10 38 1038 超出此范围时为 溢出 下列形
9、式为不合法的指数形式 单独的小数点和单独的指数部分 如 E5 E10 指数部分只能是整数 不能带小数点 如 8E0 5 12 3E1 5 1 6 变变 量量 1 6 1 变量的概念变量的概念 变量变量 在程序执行期间其值可以改变的量 Fortran 为每一个变量分配一个相应的存储单元 每个变 量在每个时刻只能有一个确定的值 注 在程序中用到的变量都必须要有确定的值 1 6 2 变量名变量名 变量名变量名 标识一个变量所用的名字 命名规则命名规则 1 变量名的第一个字符必须是字母 2 在第一个字符后可跟 1 5 个字母或数字 注意几点注意几点 变量名不区分大小写字母 如 TOTAL Total
10、total 代表同一变量 变量名中的空格不起作用 如 abc a bc ab c a b c 代表同一变量 允许变量名与语言中具有特定含义的字 保留字 同名 但建议不要使用 如 sin read 尽量 见名知义 如 root aver result 等 1 6 3 变量类型变量类型 不同类型的变量用来存放不同类型的常量数据 变量具有六种类型 变量在使用前 应首先对其进行类型说明 变量类型的三种说明方法 1 类型说明语句类型说明语句 类型 变量名列表 各个变量名之间用逗号隔开 如 REAL A B C DOUBLE PRECISION X Y Z 也可写成 REAL 8 X Y Z CHARAC
11、TER 5 STR1 STR2 8 STR3 19 2 IMPLICIT 语句 语句 IMPLICIT 类型 字母表 类型 字母表 如 IMPLICIT REAL A D INTEGER I M DOUBLE PRECISION X Z 表示所有以 A 到 D 开头的变量为实型 I 到 M 开头的为整型 X 和 Z 开头的为双精度型 3 I N 规则规则 Fortran 规定 如果不加专门说明时 以 I 到 N 开头的变量为整型 其它都为实型 几点说明 几点说明 三种类型说明的优先级 类型说明语句 IMPLICIT 语句 I N 规则 类型说明语句位于所有可执行语句的前面 IMPLICIT 语
12、句位于最前面 IMPLICIT NONE 取消 IMPLICIT 说明和 I N 规则 此时所有变量均需显式说明 只在本程序单位内有效 1 7 Fortran 内部函数内部函数 在编制 Fortran 程序时 经常要用到一些基本的数学函数 如三角函数 指数函数 对数函数等 为 方便用户 Fortran 编译系统已提供了这些函数的计算程序 需要时即可调用 Fortran 内部函数调用格式 内部函数调用格式 函数名 自变量 如 sin 90 3 14159 180 注意几点 注意几点 函数自变量 参数 必须用括号括起来 一个或多个 如 sinx cosx sin x cos x 函数自变量可以是常
13、量 变量或表达式 如 exp 3 0 sin x cos x 函数的类型是由函数值的类型确定的 但有些函数的类型是由自变量的类型确定的 3 如 mod 8 0 3 0 2 0 mod 8 3 2 三角函数的角度单位是 弧度 而不是 度 1 8 Fortran 算术表达式算术表达式 表达式表达式 是用一些特定的运算符将 Fortran 基本成分 连接起来的具有确定意义的式子 基本成分包括基本成分包括 常量 变量 函数 字符串 数组等 Fortran 规定有四种表达式规定有四种表达式 算术表达式 逻辑表达式 字符表达式 关系表达式 1 8 1 算术运算符和运算优先级算术运算符和运算优先级 1 5
14、种算术运算符 乘方 2 优先级 注意 注意 1 书写问题 号 如 A B C D 不能省略 如 2AB 2 A B 括号不分大小 均用 表示 成对出现 如 A 1 1 1 1 多次乘方按 先右后左 的原则处理 如 4 3 2 4 3 2 单边运算符 负号 注 运算符不能连续出现 要用小括号隔开 如 A B T Q 2 运算顺序 函数 1 8 2 表达式运算中的类型问题表达式运算中的类型问题 两种情况 1 运算类型相同 结果仍为原类型 注意 两个整数相除 结果仍为整数 3 2 1 5 不正确 解决办法 先转换为实数后再相除 2 运算类型不同 编译系统自动转换为同一类型 整型 实型 双精度型 复型
15、 1 8 3 运算的误差问题运算的误差问题 1 溢出 超出有效数值范围 解决 很大或很小的数用实型的指数形式表示 2 误差 由于有效数字的位数限制 实型数运算存在误差 解决 1 转换为双精度型 解决 2 避免因书写不当造成有效数字的丢失 如 0 001 1234567 0 1234566 0 1 9 赋值语句赋值语句 作用 将一个确定的值赋给一个变量 一般格式 变量 表达式 例 X 3 2 Y SQRT X 5 0 2 0 说明 说明 1 为赋值号 2 左端只能是变量名 如 x y 5 是不合法的 3 类型转换问题 类型相同 直接赋值 I 3 类型不同 计算表达式的值 将结果类型转换为左端变量
16、的类型 为避免出现类型转换过程中的错误 应保证两侧类型一致 1 10 简单输出语句简单输出语句 输出语句的作用 将内存的数据传送到显示器 打印机或保存到磁盘指定区域 输入 输出三要素 对象 哪些数据 格式 设备 输出语句的分类 格式输出 第五章 表控格式输出 系统标准格式 无格式输出 二进制 1 10 2 表控输出语句表控输出语句 按计算机系统规定的格式输出 系统自动为每种类型的数据规定了列数 一 表控输出格式一 表控输出格式 4 1 整数的表控格式输出 与具体的计算机系统有关 规定 每个整数占 13 列 打印在右端 左补空格 2 实数的表控格式输出 规定 每个实数占 17 列 打印在右端 左补空格 小数部分占 7 列 当实数值的绝对值 107或 1 是时 按标准的指数形式输出 共占 15 列 指数 4 列 小数 6 列 例 print 10000000 0 98 输出结果 1 000000E 07 9 800000E 01 二 表控格式输出语句二 表控格式输出语句 一般格式 print 输出表列 write 输出表列 例 1 print 56 8 125 或 print z z 1
