顺序结构的Fortran程序设计

《顺序结构的Fortran程序设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《顺序结构的Fortran程序设计（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、*1第二讲第二讲 顺序结构程序设计顺序结构程序设计从设计上看从设计上看，任何程序均可用顺序结构、选择结构、循环结构 实现。其中，顺序结构就是按照处理顺序，依次写出相应的语 句，因此，顺序结构最为简单、也是最基本的Fortran编程， 本讲先学习顺序结构的Fortran程序设计。从内容上看从内容上看，程序就是数据数据和语句语句，其中数据是程序加工处理 对象、语句描述了对数据的具体操作。在Fortran中，数据的 表现形式有常量、变量、表达式和函数，而数据的类型分为整 型、实型、复型、字符型和逻辑型，以及数组等。因此，本讲先介绍最简单的数据类型最简单的数据类型（整型和实型）与数据形与数据形 式式（

2、常量、变量、函数、算术表达式），以及最简单的最简单的 FortranFortran语句语句，分2节讲授。通过本讲的学习之后，就能设计最 简单的Fortran程序了！*2一、一、FortranFortran常量常量（1）什么是常量 在程序运行的过程中，其值不改变的量。比如，12.0、-2、 FORTRAN等都是常量。在Fortran中，常量分为直接常量和符 号常量两大类：（2）直接常量 指数据本身就是一个常量指数据本身就是一个常量，Fortran处理整型（Integer）、实 型（Real）、双精度型（Double Precision）、复型（ Complex）、逻辑型（Logical）、字符型

3、（Character）等六六 种直接常量种直接常量，每种数据常量有各自的表示方法。1 Fortran1 Fortran程序中最基本的数据程序中最基本的数据*31、整型常量：就是整型常数（整数），包括正数、负数和零 。但要注意的是-数字间不能加平常表示千分位的“,”号以及 加空格，也不能带小数点。比如，3,567,212、8 99、6.1都是 错误的整型常量。2、实型常量：就是实型常数（实数），有两种表示形式- 小数点形式：根据小数点前后是否有数字，有3种形式 m.n 、m.、.n，数字前面可以加上符号，比如，-6.8、9.（=9.0） 、.89（=0.89）等。指数形式：一般用来表示绝对值很大

4、或很小的数，表示方式 是用E表示以10为底指数，且E的左边为数字部分、右边是指数 部分，比如，1.32E6（=1.32106）、2.68E-8（=2.6810-8 ）。用指数形式表示实数时要注意：、数字部分可以是整型的也可以是实型的，如1E2 = 1.0E2 = 100.0100*4、E的左右两边的数字部分和指数部分必须同时出现、缺一 不可，比如，E-9（缺数字部分）和.E2（单独的小数点）都是 不合法的。、指数部分只能是整数、不可写成实数，如8E2.3是错误的 指数表示；（3）符号常量所谓的符号常量，是用一个标识符来代表一个常量。使用时， 需要对符号常量进行说明，方法是用Parameter语

5、句来说明（ 定义），比如：Parameter(Pi=3.14159,M=80)这个语句定义了两个符号常量Pi和M，在程序单元中Pi就代表 了3.14159、M代表了80。其中Parameter就是定义符号常量使 用的特定标识符，被定义的量要放在括号内、而且有多个符号被定义的量要放在括号内、而且有多个符号 常量时之间要用常量时之间要用“ “, ,” ”分隔分隔。*5二、二、FortranFortran变量变量（1）什么是变量 变量与常量相对应，是指在程序运行的过程中，其值可以改变 的量。变量实质是代表一个数据存储单元实质是代表一个数据存储单元，因此，在Fortran 中经常用到下面（貌似错误貌似

6、错误）的语句：N=N+1 其表示存储单元N中的数据在原来的基础上增加1。此外，要注意parameter语句是非执行语句，在程序编译时符 号常量名均被替换相应的常量，而后面要讲的变量则是一个数 据存储单元（其中的值是变化的其中的值是变化的），因此符号常量不能当变量符号常量不能当变量 使用使用！（2）变量的取名 变量需要一个名字来识别-变量名变量名，其用标识符来命名，在 Fortran语言中变量名的标识符只能由字母、数字和下划线组 成、且开头只能是字母且开头只能是字母，比如x、total2、k123等。*65、变量名不区分字母大小写，比如：grade、Grade、GRADE 代表同一变量名； 6、

7、标识符的长度因Fortran版本不同而有差异，Fortran90中标 识符长度范围131，超过的字符无效；（F77是16个）7、Fortran没有规定“保留字”，即可以使用Fortran的语句名、 函数名等作为变量名，但为了避免误解、混淆，实际中最好不 用它们作变量名，比如：不要用print、read、open、write、sin、Fortran等 作变量名；2、在同一程序单元中不能用相同的变量名代表不同的变量；1、变量名必须以字母开头，比如；Sy12、mx等是合法的，而3bh、_xu8等是不合法的变量名。3、变量名中的空格不起作用，比如：abc，a bc，ab c，a b c 代表同一变量4

8、、变量名尽量做到“见名知义” AVER、SUM、mymax ；*7（3）变量的类型变量是数据存储单元，其表示的数据类型要进行说明，有3 种方法说明： 1、强制说明或显式说明 直接指出变量的数据类型，用类型说明语句（格式）说明：数据类型说明符 变量名1，变量名2，根据数据的类型，其中的说明符包括： Integer说明变量为整型变量 Real说明变量为实型变量 Double precision说明变量为双精度变量 Complex说明变量为复型变量 Logical说明变量为逻辑型变量 Character说明变量为字符型变量*8比如：Integer x,y -定义2个整型变量x和y Real area

9、,average,student1 -则定义3个实型变量说明多个变量时，变量间用“,”分开，但末尾不能用“.”，比 如，double precision a,b,c.是错误的。这种说明语句的特点是，不仅进行了变量数据类型的说明，而 且还可以给被说明的变量赋予初值或变量初始化（具有双重功 能）。比如：Real: total=73.2 -定义了实型变量total ，同时给它赋初值为73.2。此外，在Fortran90中，还可以用下面的语句来说明变量 类型：类型说明符: 变量1，变量2，比如：Real: score,height -该语句定义2个实型变量*92、隐含说明语句implicit 这种说明

10、语句把以某个字母或某些字母开头的变量规定为所需 的类型，格式为：Implicit 类型说明符（字母表）比如：Implicit integer(a,c,r-v) -表示以字母a、以 字母c、及以字母r、s、t、u、v开头的变量均为整型变量。注意：字母表之间用“,”、字母范围用“-”、末尾不用“.”。3、隐含约定Fortran语言规定，以i,j,k,l,m,n开头的变量被当作整型变量 ，常又称为IN规则。例如：在没有前面2种说明的情况下，i1、mCA、N3s等均为整 型变量。*10关于变量的类型说明，还需要注意：1、IN规则在Fortran77中经常使用，但是其有一定的副作用 ，比如，隐含说明与强

11、制说明一同使用时，变量类型不清楚 ，因此，在Fortran90中不主张使用，这需要在程序变量说明 之前加入：implicit none语句来取消IN规则。2、3种变量类型说明方式中，强制说明优先级别最高、隐含 说明Implicit次之、IN规则级别最低，就是说，当变量被强 制定义为某种类型之后，Implicit 语句和IN规则对它就不起 作用了。3、Implicit语句和强制说明语句说明语句，均为非可执行语句， Fortran 规定：在编程序时，要把它们放在所有可执行语句放在所有可执行语句 的前面的前面。*11三、三、FortranFortran的的内部函数内部函数（1）什么是内部函数 在编程

12、序时，经常需要直接使用数学函数，为方便Fortran语 言自带有丰富的数学函数，称为内部函数，它是指能完成一定 功能的程序单位，内部函数可以直接调用，但需遵守其使用规 则。 （2）常见的一些内部函数作为例子，下面给出一些Fortran的内部函数：1、abs(x)-求变量x的绝对值； 2、sqrt(x)-求变量x的平方根； 3、int(x)-取x的整数部分； 4、mod(x,y)-求x除以y的余数； 5、sign(x,y)-求x和y的符号； 6、max(x,y,z,)-求最大值； 7、min(x,y,z,)-求最小值。*128、exp(x)-求自然指数运算； 9、log(x)-求以以e e为底为

13、底的对数（即自然对数）； 10、log10(x)-求以以1010为底为底的对数（即常用对数）。11、sin(x)-求正弦； 12、tan(x)-求正切； 13、asin(x)-求反正弦； 14、atan(x)-求反正切。 （3）内部函数的使用 在使用Fortran内部函数时，一定要遵守其规则，否则程序将 出错甚至不能运行： 1、 Fortran内部函数调用格式：函数名（自变量） 例如：sin(90*3.14159/180) 1.0；sqrt(9.0) 3.0； abs(-5.6) 5.6；int(6.75) 6；exp(3.0) 20.085540 其中自变量（常数）必须用括号括起来，比如：

14、sinx+cosx sin(x)+cos(x)*132、内部函数含有多个自变量（参数）时，它们之间用“,”分隔 ，但末尾不能使用“.”。比如，sin(x)、mod(m,n)等。 3、函数的自变量（参数）和函数值都是有相应的数据类型的 ，比如，mod(m,n)中的自变量及函数值都是整型变量，而 sin(x)中的自变量和函数值则均为实型变量。 4、所有函数都必须遵循其原有的数学规则，比如负数不能开 平方根，实数不能求余，负数不能求对数等。 5、要注意与数学中函数之间的某些差异，比如，log(x)表示 求自然对数（即lnx）而非数学上的求常用对数(logx)。6、注意函数自变量的单位，比如sind(

15、x)中x取弧度。（4）、函数运用的例子比如，求3个数x,y,z的最大值可以表示为：Max(x,y,z)又如，判断一个自然数M是否为另一个自然数N的因数，通过Mod （M,N）是否为零可以判断：如果为则是的因数，否则说 明不能被整除，即Mod(m,n)0。*14四、四、FortranFortran的的算术表达式算术表达式（1）什么表达式 将各常量、变量、函数用运算符连接起来的式子称为表达式。根据运算符的不同，表达式分为以下种： 、算术表达式 、字符表达式 、关系表达式 、逻辑表达式 此处先介绍算术表达式-将各种运算元素（常量、变量、函 数）用算术运算符连接起来的一个有值式子。（）算术运算符及其优

16、先级 、有6种算术运算符 加（+） 减（-） 乘（*） 除（/） 乘方（*） 括号()、算术运算符的优先级括号函数乘方乘、除加、减 注：同级运算“先左后右”，连续乘方时“先右后左”。 比如：3+5-6.0*8.5/4*2+sin(x) 3+5-6.08.542+sinx x*y*z、x*(y*z) xyz (x*y)*z (xy)z利用算术表达式概念，就可以将：数学运算式Fortran算术表达式*15（3）Fortran 算术表达式书写注意、表达式中的各运算元素之间必须用运算符分隔。例：xyzx*y*z 2(x+y) 2*(x+y) 、作任何运算的表达式只能写在一起。例： (a+b)/(c+d) a+b/c+d 3、表达式一律