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1、第二章 Fortran程序设计基础本章主要包括以下内容：1. 程序书写2. 字符集及标识符3. 数据类型4. 声明的有关事项5. 算术表达式6. 表控输入/输出语句第一节 程序书写一. 程序构造形式例2-1 简单Fortran程序的构造形式 PROGRAM MONEY ！Calculates balance after interest compounded REAL BALANCE, INTEREST, RATE BALANCE = 1000 RATE = 0.09 INTEREST = RATEBALANCE BALANCE = BALANCE + INTEREST PRINT ，New
2、balance:，BALANCE END PROGRAM MONEY* PROGRAM 关键字 标识 Fortran 主程 序，后接程序名， 这一行是可选的； *！第二行是注释， 不参加编译； * REAL 是声明语句 ，将后边的变量声 明为实型数； * 空行不参与编译，只 是增加程序的可读性 ；这四行是非执行部分； 之后的部分到END语句 之前为执行部分根据上述的程序书写，给出简单 Fortran 90 程序 的构造形式： PROGRAM 程序名 声明语句 执行语句 ENDPROGRAM 程序名方括号内的部分是可选的，END 语句是唯一 必须的，表示程序编译到此结束。END 语句中的程序名可
3、以省略，但若出现程 序名，必须同时出现 PROGRAM 关键字。对于可选部分，如果缺省，则按照约定（隐 含）规则进行二. 语句语句是 Fortran 程序的基本单位，一条语句可包含0132个字符。Fortran77规定，一条语句的不同部分应从特定的列开始，这样的 书写格式称为固定格式，相应的程序文件扩展名为.f 或.for；Fortran 90 无此限制，自由格式，相应的文件扩展名为.f90。除赋值语句外，所有的语句都从一个关键字开始。例如：例2-1 中出现的关键字：PROGRAM、REAL、PRINT和END。一般情况下，每行一条语句。若一行有多条语句，它们之间以分号间隔。可以将几条简单的赋
4、值语句写在一行上，例如：A =1；B =1；C =1也可以只保证一行一条语句，例如：A =1B =1C =1这完全根据个人的书写习惯决定。假如一条语句一行写不完，允许出现续行，但 要求被续行最后的非空白字符为 Fortran 90 支持复数类型及其算术运算。2 复数型常量 复数类型常量呈现下列形式： (r，m) 其中，r 代表复数常量的实部；m 代表复数常量的虚部。四. 逻辑类型 1 逻辑型变量声明逻辑型(或布尔型)变量 L 的一般形式为： LOGICAL L LOGICAL(KIND=n)L种类参数 n 为1、2、4、8，种类参数缺省值为4。2 逻辑型常量逻辑型常量为.TRUE.(逻辑真)和
5、.FALSE.(逻辑假)，其种类 参数取缺省值。显式规定逻辑型常量的种类参数，例如：.TRUE._2，种类 参数规定为2。五.字符类型 1 字符型变量声明字符型变量 C 的一般形式为： CHARACTER C CHARACTER (LEN=len) C，CHARACTER*len C CHARACTER (LEN=len，KIND=n) C CHARACTER (KIND=n，LEN=len) C字符型变量的规定： 字符型有两个可选参数：长度参数LEN=和种类参数KIND=。不管 是否显式规定，字符型种类参数总是1，即一个字符占一个存储字节 。假如两个可选参数都没有给出，长度和种类参数均取缺省
6、值 1； 若只给出一个参数，代表长度； 若给出两个参数，依次为长度和种类参数(种类参数只能取1)； 若采取关键字(KIND =，LEN =)声明形式，参数顺序可以任意。例如 ： CHARACTER (KIND=1，LEN=10) Str CHARACTER (LEN=10，KIND=1) Str2 字符型常量Fortran 中的字符串统一以单引号或双引号作为界定符： k_ch k_“ch” 其中：k为可选的种类参数，ch 为字符(串)。示例： “WHAT KIND TYPE?” TODAY”S DATE IS “The average is：”约定：* 若要表示和界定符相同的字符，须用两个联系
7、的界定字 符来表示，例如：字符型常量“Fortrans 90”，表示字符串 Fortrans 90，字符串长度为12。* 界定符必须统一：要么都用单引号，要么都用双引号。一. 强制类型声明 I N 规则：除非特别声明，在程序中的变量名 凡以 I、J、K、L、M、N 这六个字母开头的都被 认为是整型变量，以其他字母开头的表示实型变 量。 推荐使用：兼容Fortran 90前版本的程序代码。 不推荐使用：这种隐含约定往往会带来严重的程序错误。第四节 声明的有关事项例 2-3 PROGRAM Main Interest=0.08 Count=0.08 PRINT*, Interest = ,Inte
8、rest !0 PRINT*, Count = , Cont !0.0 ENDPROGRAM MainIMPLICIT NONEREAL Interest, CountInterest=0.08Count=0.08PRINT*, Interest = ,Interest !0.08PRINT*, Count = , Count !0.08END通过类型声明，消除隐含约定带来的错误。二. 变量声明及初始化 Fortran 语言属于编译型语言，程序编译过程中编译器为引 用变量开辟了内存空间，程序执行过程中不再申请内存， 动态分配除外。变量声明一般形式为： 数据类型 ，属性: 变量列表 约定：* 属
9、性包括 DIMENSION 、PARAMETER 、TARGET 、 POINTER 、ALLOCATABLE、INTENT 等；* 并列冒号“:” 是可选的；* 在声明的同时给变量赋初值，符号“:” 不能省略；* 声明部分必须出现在执行部分之前，不能出现在执行部 分；* DATA 也是声明的一部分，可以用来给变量赋初值，通 常跟在赋值的变量声明之后、执行语句之前；* 值得注意的是：一般的赋值语句是执行语句例2-4 变量声明及初始化PROGRAM MainIMPLICIT NONEINTEGER aREAL(8) :b=2.0COMPLEX(8) :c=(1.0,2.0)CHARACTER(2
10、0) :str=“Fortran 90”a=6PRINT*, a=, a, ,b=, b, ,c=, c, ,str=, strEND程序执行结果：a=6 ,b=2.0 ,c=(1.0,2.0) ,str=Fortran 90在声明的同时给变量赋初值，符号“: :”不能省略，省略时可采用如下形式：INTRGER aa=6例2-5 DATA 语句的使用 PROGRAM MainIMPLICIT NONEINTEGER aREAL(8) bCOMPLEX(8) cCHARACTER(20) strDATA a,b,c,str/1,2.0,(1.0,2.0),FORTRAN 77/PRINT*, a
11、=, a, ,b=, b, ,c=, c, ,str=,str END* Fortran 77使用 DATA 语句来设置初值；* DATA 语句的格式是在 DATA 关键字后接上要设置初值 的变量，然后再用两个斜杠包住要设置的变量值。三. 常量声明(PARAMETER) 在程序中固定不变的常数，如圆周率、重力加速度等，可以声明成变 量。 符号常量只能在声明时通过 PARAMETER 属性设置其值，而且只能 设置一次。在程序中不能改变。例 2-6 常量声明PROGRAM MainIMPLICIT NONEREAL,PARAMETER :PI=3.14159PRINT 10, PI/6.0 10
12、FORMAT(PI/6.0=,F4.2)END计算结果：3.14159/6.0=0.523598 在格式要求中F4.2，即带小数点后两位共四位的实数，按照四舍五入 的原则，得到结果：0.52 算术表达式由运算符、常量和变量组成，算术表达式获得 的结果是标量，只是涉及到数值的大小。1. 运算符及其优先级Fortran 有5 种算术运算符，分别是加、减、乘、除和乘幂 ，按优先级由低到高排列如下：+ 加， 减，* 乘， / 除，* 乘幂(两个星号之间不能 有空格)，( ) 括号其顺序是：乘除运算级高于加减运算，乘幂运算高于乘除运算，括号总是具有最其顺序是：乘除运算级高于加减运算，乘幂运算高于乘除运算
13、，括号总是具有最高优先级；高优先级；在运算级相同的情况下，按照在运算级相同的情况下，按照“ “从左到右从左到右” ”的法则；的法则；在连续的乘幂运算中，按照在连续的乘幂运算中，按照“ “从右至左从右至左” ”的法则，例如：的法则，例如：2*3*22*3*2，先计算，先计算3*23*2，再计算左边的乘幂，结果是，再计算左边的乘幂，结果是 512512，而不是，而不是 6464第五节 算术表达式2. 整数除法 编程实现除法运算时，如果是整数除法，那么结果也是整数。 值得注意的是：如果不能整除，那么结果只取商的整数部分，小数部 分被去掉，例如：INTEGER A，B，CA=1B=2C=A/B那么编程
14、计算结果为C=0，而不是0.5 因此对于变量C,可以直接采用1.0/2.0或者0.5,而不能直接采用1/2.对于整除情况,不会存在以上的问题,例如:INTEGER A，B，CA=6B=2C=A/B那么编程计算结果为C=33. 算术表达式中的类型转换Fortran语言是非强类型语言，具有以下特点和规定: * 允许不同类型的数值型数据之间进行算术运算； * 不允许数值型数据与非数据型数据之间进行算术运算； * 不同类型之间的算术运算式一是显式地进行类型转换,例如 A、B 分别为整型和实 型，REAL(A)就将整型 A 转换为实型，INT(B)则将实型 B 转换为整型。一是系统自动转换规则，将低精度类型转换为高精度类 型，例如在整型和实型之间进行算术运算时，整型将转换 为实型。例如3+4.0，程序执行时先将3转换成3.0，然后执行3.0+4.0，得到实型 结果7.0。 * 数据类型转换是从左至右，当遇到不同类型时才开始转换 。例如：9/4/3.0程序执行时，先进行9/4 整数除法运算，得整型数2，然后整型数2
