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1、FORTRAN程序设计程序设计（课件）（课件）注意事项注意事项1、教材、教材彭国伦彭国伦 编著编著 “Fortran 95 程序设计程序设计” 中国电力出版社中国电力出版社可在当当网或卓越网上购买，也可以在网络教学平台可在当当网或卓越网上购买，也可以在网络教学平台（http:/ )下载下载PDF版版。(第第3 9 章）章）注意事项注意事项2、上机练习、上机练习时间见课表，地点时间见课表，地点理理1193 3、最终成绩评分比例最终成绩评分比例考试成绩: 60%平时成绩: 10%上机成绩: 30%绪论绪论 认识认识Fortran（综合教材的第（综合教材的第1-3章）章）一、什么是一、什么是Fort
2、ranFORTRAN是是FORmula TRANslation的缩写，含意为的缩写，含意为“公式翻译公式翻译”，是一种用于科学计算的计算机语言，也是，是一种用于科学计算的计算机语言，也是世界上推广最早的计算机高级语言之一。世界上推广最早的计算机高级语言之一。计算机语言：计算机语言：低级语言低级语言机器语言、汇编语言机器语言、汇编语言高级语言高级语言FORTRAN、BASIC、C+、PASCAL、 JAVA 等等绪论绪论二、为什么选择二、为什么选择Fortran针对针对科学计算科学计算，Fortran语言具有突出的优势。语言具有突出的优势。科学计算的内涵：科学计算的内涵：1、问题的本身及问题的解
3、答都能够使用数学语言予以精、问题的本身及问题的解答都能够使用数学语言予以精确的描述。确的描述。2、如果要使用通常的数学方法给出我们所需要的数值答、如果要使用通常的数学方法给出我们所需要的数值答案，会很麻烦或者根本无法给出。案，会很麻烦或者根本无法给出。3、问题一定是以科学、问题一定是以科学、技术的知识作为背景、技术的知识作为背景。满足以上满足以上3个条件的计算，我们称为个条件的计算，我们称为科学计算科学计算。绪论绪论科学计算的内涵决定了它选择计算机语言的价值标准：科学计算的内涵决定了它选择计算机语言的价值标准：1、自然地描述数学问题。、自然地描述数学问题。2、运行效率高。、运行效率高。绪论绪论
4、三、三、Fortran的发展历史的发展历史1、1954年由年由IBM公司提出。公司提出。2、1957年诞生了第一个年诞生了第一个Fortran编译器。编译器。3、1966年美国国家标准局制定第一个年美国国家标准局制定第一个Fortran语言标准语言标准 Fortran 66。4、1978年美国国家标准局对年美国国家标准局对Fortran语言标准进行了修语言标准进行了修 订，推出了订，推出了Fortran 77。5、1992年国际标准组织年国际标准组织(ISO)在对在对Fortran 77增添了新内容增添了新内容 的基础上，推出了的基础上，推出了Fortran 90 。6、1997年国际标准组织
5、年国际标准组织(ISO)对对Fortran 进行了修订和完进行了修订和完 善，推出了善，推出了Fortran 95正式版正式版 。7、以后相继推出了、以后相继推出了Fortran 20xx版本版本 。绪论绪论四、四、Fortran的使用环境的使用环境1、DOS、UNIX环境下使用环境下使用2、WINDOWS环境下使用环境下使用Visual Compaq Fortran 6.6 Intel Fortran 11 3、LINUX环境下使用环境下使用例如：例如：绪论绪论四、四、Fortran程序设计基础程序设计基础1、书写格式、书写格式Fortran的书写格式分为的书写格式分为固定格式固定格式(*.
6、for)和和自由格式自由格式(*.f90)2、数据类型数据类型1）整数）整数(Integer)2）浮点数）浮点数(Real)3）复数）复数(Complex)4）字符）字符(Character)5）逻辑）逻辑(Logical)绪论绪论3、Fortran的数学表达式的数学表达式Fortran所使用的数学运算符号所使用的数学运算符号,根据运算优先级根据运算优先级顺序排行如下顺序排行如下:+ 加法加法 - 减法减法* 乘法乘法 / 除法除法* 乘幂乘幂(两个星号要连续两个星号要连续)( ) 括号括号(表示括号起来的部分优先计算表示括号起来的部分优先计算)例如：例如：写成：写成： (A+B)*(C+D)
7、/(2*(E+F)简单的简单的Fortran程序程序（教材的第（教材的第4章）章）一一、Fortran程序的基本结构程序的基本结构Program 程序名程序名 StopEnd Program 程序名程序名声明语句声明语句执行语句执行语句简单的简单的Fortran程序程序二二、声明语句、声明语句1、变量、变量变量变量 程序运行期间其值可以改变的量程序运行期间其值可以改变的量例如：例如：x=1.0 x=2.02、变量名、变量名规则：以英文字母开头，英文字母和数字规则：以英文字母开头，英文字母和数字0-9以及以及 下划线的组合。下划线的组合。 变量的名字最好是取成一个有意义的英文单词，这样变量的名字
8、最好是取成一个有意义的英文单词，这样可以减少程序编写时出错的机会。可以减少程序编写时出错的机会。简单的简单的Fortran程序程序3、变量声明、变量声明 整型整型 integer integer n,m,sumn,m,sum integer : integer : a,b,c,abca,b,c,abc 浮点型浮点型 real real a,b,ca,b,c real(kindreal(kind=4) : =4) : a,b,ca,b,c real(kindreal(kind=8) : =8) : area,diameterarea,diameter简单的简单的Fortran程序程序 复数型复数
9、型 complex complex a,b,ca,b,c complex : complex : a,b,ca,b,cEX0411.F0Rprogram ex0411 complex : a, b a=(1.0,1.0) ! a=1+1i b=(1.0,2.0) ! b=1+2i write(*,*) a+b=,a+b write(*,*) a-b=,a-b write(*,*) a*b=,a*b write(*,*) a/b=,a/b stopend简单的简单的Fortran程序程序 字符及字符串字符及字符串 character character a,b,ca,b,c character(
10、lencharacter(len=10) : name=10) : nameprogram ex0412 character a character(len=10) b a=H b=ello write(*,*) a,bEnd执行结果如下：执行结果如下：Hello简单的简单的Fortran程序程序program ex0413 character (len=20) string string = Good morning. write(*,*) string string(6) = “evening.” ! 重新设置从第重新设置从第6个字符之后的字符串个字符之后的字符串 write(*,*) s
11、tring end 执行结果为：执行结果为：Good morningGood evening简单的简单的Fortran程序程序 program ex0414 character (len= 6) : first Character (len=10) : second Character (len=20) : add first=Happy second=Birthday add = first/second ! 经由两个连续的除号可以连接两个字符串经由两个连续的除号可以连接两个字符串 write(*,*) add end program ex0414 执行后会出现：执行后会出现： Happy
12、Birthday简单的简单的Fortran程序程序 逻辑变量逻辑变量 logical logical a,b,ca,b,c logical : logical : a,ba,bEX0416.F90program ex0416 logical : a, b a=.true. b=.false. write(*,*) a, bend program ex0416执行结果如下：执行结果如下：T F简单的简单的Fortran程序程序4、变量声明的注意事项、变量声明的注意事项 隐含约定隐含约定Fortran系统中，第一个字母为系统中，第一个字母为I、J、K、L、M、N的变量的变量会被视为整数类型，其他的
13、变量则会被当成浮点数来使用。会被视为整数类型，其他的变量则会被当成浮点数来使用。program ex0427 read(*,*) fa,fb write(*,*) fa+fbendprogram ex0428 i=123+321 write(*,(123+321=,I4) jend简单的简单的Fortran程序程序 改变隐含约定改变隐含约定 可以经过可以经过IMPLICE描述来决定哪些字母开头的变量会自动描述来决定哪些字母开头的变量会自动使用某种类型。使用某种类型。 implicit integer(A,B,C) ！A、B、C开头的变量都视为整型数。开头的变量都视为整型数。 implicit
14、integer(A-F,I,K)！A到到F及及I、K开头的变量都视为整型开头的变量都视为整型数。数。 implicit real(M-P) ！M到到P开头的变量都视为浮点数开头的变量都视为浮点数 implicit none ！关闭默认类型功能，所有变量都要事先声明。！关闭默认类型功能，所有变量都要事先声明。简单的简单的Fortran程序程序 常数的声明方法常数的声明方法program ex0429 implicit none real : pi parameter (pi=3.14159) write(*,(F4.2) sin(pi/6)end 执行结果会得到执行结果会得到0.5。简单的简单的
15、Fortran程序程序 设置变量的初值设置变量的初值program ex0430 integer : a = 1 real : b = 2 complex : c = (1,2) Character (len=20) : str = FORTRAN 95 write(*,*) a,b,c,strend简单的简单的Fortran程序程序 等价声明等价声明等价声明的方法如下：等价声明的方法如下： integer : a , b equivalence (a , b) !声明声明a , b这两个变量使用同一块内存空间。这两个变量使用同一块内存空间。把两个以上的变量，声明它们使用同一个内存地址，就是把
16、两个以上的变量，声明它们使用同一个内存地址，就是“等等价声明价声明”。使用同一个内存位置的变量，只要改变其中的一个。使用同一个内存位置的变量，只要改变其中的一个变量，就会同时改变其他变量的数值，因为它们都占用同一块变量，就会同时改变其他变量的数值，因为它们都占用同一块内存。内存。使用等价声明可以用在以下两个方面使用等价声明可以用在以下两个方面:(1)节省内存。节省内存。(2)精简代码。精简代码。简单的简单的Fortran程序程序三三、输入、输入、输出命令输出命令1、缺省格式输入、输出、缺省格式输入、输出program ex0417 integer : a read(*,*) a ! 由键盘读入
17、一个整数由键盘读入一个整数 write(*,*) a ! 写出读进变量写出读进变量a的内容的内容 end program ex0417program ex0418 real : a, b, c read(*,*) a, b, c ! 在一行中读入在一行中读入3个变量内容个变量内容 write(*,*) a+b+cend简单的简单的Fortran程序程序2、格式输入、输出、格式输入、输出program ex0420 integer : a a=100 write(*,1000) a ! 使用行代码使用行代码1000地方设定的格式来输出变数地方设定的格式来输出变数a1000 format(I4)
18、! 最前面的最前面的1000是行代码是行代码, 把这一行程序代码给一个编号把这一行程序代码给一个编号 endprogram ex0420 integer : a a=100 write(*, (I4) ) aend简单的简单的Fortran程序程序program ex0421 integer : a real : b complex : c logical : d character (len=20) : e a=10 b=12.34 c=(1,2) d=.true. e=FORTRAN write(*, (1X,I5) ) a ! 用用I来格式化整数来格式化整数 write(*, (1X,F
19、5.2) ) b ! 用用F来格式化浮点数来格式化浮点数 write(*, (1X,F4.1,F4.1) ) c ! complex也是浮点数也是浮点数 write(*, (1X,L3) ) d ! 用用L来输出来输出logical write(*, (1X,A10) ) e ! 用用A来输出字符串来输出字符串 end执行结果如下：执行结果如下： 10 12.34 1.0 2.0 T简单的简单的Fortran程序程序“I , F ,E ,A ,X”是最常用的几个格式是最常用的几个格式【Iw.m】 以以w个字符的宽度来输出整数，至少输出个字符的宽度来输出整数，至少输出m个数字。个数字。 如果所设
20、置的输出文本框不足时，则会输出星号如果所设置的输出文本框不足时，则会输出星号(*)。【Fw.d】 以以w个字符文本框宽来输出浮点数，小数部分占个字符文本框宽来输出浮点数，小数部分占d个字个字 符宽，输出文本框的设置不足时一样会出现星号。符宽，输出文本框的设置不足时一样会出现星号。【Ew.d】 用科学计数法，以用科学计数法，以w个字符宽来输出浮点数，小数部分个字符宽来输出浮点数，小数部分占占d个字符宽。个字符宽。【Aw】 以以w个字符宽来输出字符串个字符宽来输出字符串【nX】 输出位置向右移动输出位置向右移动n位。位。【Lw】 以以w个字符宽来输出个字符宽来输出T或或F的真假值。的真假值。简单的
21、简单的Fortran程序程序四四、混合运算混合运算编写程序的过程中，经常会遇到编写程序的过程中，经常会遇到“混合运算混合运算”的情况。的情况。program ex0431 implicit none integer : a=1 integer : b=2 real : c c=a/b ! c=1/2=0, 虽然虽然c是浮点数是浮点数,但因为但因为a,b是整数是整数,计算计算a/b时会用时会用!整数去计算整数去计算. write(*,(F5.2) c end程序执行结果为程序执行结果为:0.0简单的简单的Fortran程序程序四四、混合运算混合运算编写程序的过程中，经常会遇到编写程序的过程中，经常会遇到“混合运算混合运算”的情况。的情况。program ex0432 implicit none integer : a=1 integer : b=2 real : c c=real(a)/real(b) ! 经由库经由库函数函数real把整数转换成浮点数把整数转换成浮点数 write(*,(F5.2) c End程序执行结果为程序执行结果为:0.5
