FORTRAN90指导

辅导资料——FORTRAN90楚红第1页共55页FORTRAN90学习指导一、FORTRAN90基础知识1．源程序及其构成书写格式：主程序定义语句、结束语句注意：在没有程序名称的时候，程序开头的PROGRAM也不要出现。如果使用了程序名称且在END语句中出现，则END语句中的PROGRAM不能省略。语句行可以是0~132个字符；除赋值语句外，每个语句都要使用关键字开头。如果希望一行中出现多个语句，语句一定要用分号隔开。空格不能随便使用，关键字、变量和常量名以及操作符中的空格会使字符失去其原有的含义。但它们之间一定要加空格。注释行：以感叹号为标记，或“C”、“*”（FORTRAN90中不提倡此用法）续行标记：在句末尾添加续行符&，如果将关键字分成两行，则下一行开头也要加续行标记。如果续行符出现在注释语句中，则失去了续行的功能。2．FORTRAN90字符集126个英文字母（大小写字母等价）210个阿拉伯数字3下划线421个特殊字符：空格=+-*/（），.‘:！“%&；?$5其他字符（只可以出现在字符常量、字符串编辑描述符、注释和输入输出记录中）3．基本数据类型1整型KIND值可以为1、2、4类型说明关键字：INTEGERKIND值决定数据的范围。对于整数没有误差。I=3/2=1；I=1/2=0INTEGER（KIND=4）：：AINTEGER*4：：AINTEGER（4）：：A2实型KIND值可以为4（单精度7位有效数字）、8（双精度15~17位有效数字）类型说明关键字：REAL小数表示形式、指数表示形式（规格化的指数形式）错误表示形式：E34、.E34、0.14E2.38开3次方：8.0**（1.0/3.0）3复型KIND值为4、8是实数的有序对，将两个实数中间用逗号分隔，然后放在一对括号中类型说明关键字：COMPLEX复数的运算：+、—、*、/4字符型KIND值为国家语言种类由一对单撇号或一对双撇号之间的字符序列组成。字符串内大小写字母均可使用，但识别为不同字符。撇号不是字符串的组成部分。类型说明关键字：CHARACTERCHARACTER（LEN=10,kind=）：：A辅导资料——FORTRAN90楚红第2页共55页CHARACTER（10）：：ACHARACTER*10：：ACHARACTER*（*）,parameter：：A=’aasdfasd’运算符：//函数：CHAR（NUM）；ICHAR（CHAR）；LEN（STRING）；LEN_TRIM（STRING）INDEX（STRING，KEY）；TRIM（STRING）5逻辑型KIND值为2、4只有真（.TRUE.）和假（.FALSE.）两个值。4．命名规则1名字的长度不能超过31个字符。2名字的组成成分可以是字母、数字和下划线。3名字的第一个字符必须是字母。4要特别注意，在名字中不能出现空格。5变量名不能与全局名（程序单位名，数组名）同名，也不要与关键字同名。6名称不区分大小写。二、基本语句1．类型说明语句a．显式说明：b．隐含说明：IMPLICITINTEGER（A-C）！FORTRAN90不再使用c．I-N规则：d．屏蔽I-N规则：IMPLICITNONE2．种别说明programex0435implicitnone!判断可以记录9个位数的整数kind值integer,parameter::long_int=selected_int_kind(9)!判断可以记录3个位数的整数kind值integer,parameter::short_int=selected_int_kind(3)!判断可以有10个有效位数,指数可以记录到50的浮点数kind值integer,parameter::long_real=selected_real_kind(10,50)!判断可以有3个有效位数,指数可以记录到3的浮点数kind值integer,parameter::short_real=selected_real_kind(3,3)integer(kind=long_int)::a=12345678integer(kind=short_int)::b=12real(kind=long_real)::c=1.23456789D45real(kind=short_real)::d=1230write(*,(I3,1X,I10))long_int,awrite(*,(I3,1X,I10))short_int,bwrite(*,(I3,1X,E10.5))long_real,cwrite(*,(I3,1X,E10.5))short_real,dstopend辅导资料——FORTRAN90楚红第3页共55页programex0436implicitnonereal(kind=4)::areal(kind=8)::ba=1.0_4!确定1.0这个数字是使用单精度b=1.0_8!确定1.0这个数字是使用双精度write(*,*)a,bstopend3．属性说明：EXTERNAL：当用户过程作为实元时INTRINSIC：当内在函数名作为实元时SAVE：保存外部过程变量的值INTENT：决定虚元值的传递方向PARAMETER：符号常量声明EQUIVALENCE：等价声明！EQUIVALENCE（A，B）表示A，B使用同一内存空间OPTIONAL：可选择属性的变元ALLOCATABLE：动态属性的变元ASSIGN：赋值语句ENTRY：为函数子程序或子例子程序提供多个入口4．算术表达式A．算术运算符：***、/+、—注意：同级运算左结合，乘方运算右结合B．内在函数：数值函数：ABS（x）：对任何类型的数值求绝对值。类似的有CABS（）；IABS（）；DABS（）AIMAG（z）：返回复数Z的虚部。AINT（a[,kind]）：返回舍去小数后的参数值。INT（）ANINT（a[,kind]）：返回最接近参数a的整数值。NINT（）CEILING（a）：返回一个等于或大于a的最小整数。CMPLX（x）：复数类型转换；当复数赋值时实部或虚部为表达式，则要用该函数FLOOR（a）：返回等于或小于a的最大整数。MOD（A，B）：计算a/b的余数。当参数为浮点数时，返回（a-int（a/b）*b）SIGN（A，B）：B=0返回abs（a）；B0返回-abs（a）数学函数：三角函数；LOG（X）；LOG10（X）；EXP（X）；SQRT（X）；字符函数：ACHAR（I）；CHAR（）；ADJUSTL（string）；ASJUSTR（string）；IACHAR（）；ICHAR（）；INDEX（）；LEN_TRIM（string）；TRIM（string）；辅导资料——FORTRAN90楚红第4页共55页LEN（string）；LGT（）；LLT（）；LLE（）；LGE（）REPEAT（S，I）：返回一个重复I次S的字符串。数组约简函数：ALL（mask[，dim]）：对数组进行逻辑判断，如果每个元素都满足条件则返回真值ALL（a5）或ALL（ab）！a、b是类型相同的数组，检查a中是否每一个元素都比数组b中任何一个元素大，返回一个逻辑值。ANY（）：对数组进行逻辑判断，只要有一个元素满足条件就返回真值COUNT（）：返回数组中合乎条件的元素数目。PRODUCT（）：返回数组中所有元素的相乘值。SUM（）：计算数组元素的总和。数组查询函数：ALLOCATED（）：检查一个可变大小的数组是否已经声明大小。LBOUND（）：返回数组声明时的下限值SHAPE（）：返回数组的维数及大小。如：integera(2,3,4)integerb(3)b=shape(a)执行结果：b(1)=2b(2)=3b(3)=4SIZE（）：返回数组大小UBOUND（）：返回数组上限UNPACK（vector,mask,field）：根据逻辑运算的结果，返回一个变形的多维数组。结果会根据在内存中的顺序，如果逻辑为真，回填入vector的值，否则就回填入field的值。Integer::a(4)=(/1,2,3,4/)Integer::b(2,2)Logical::c(2,2)=reshape((/.true.,.true.,.false.,.false./),(/2,2/))B=unpack(a,c,0)执行后B=（/1，2，0，0/）数组变形函数：RESHAPE（data，shape）：通过shape的设置，把一串数据“整形”后，再传给一个数组。例如：integer::a(3,3)=(/1,2,3,4,5,6,7,8,9/)integer::b(9)b=reshape(a,(/9/))a=reshape(b,(/3,3/))但是：integer::a(3,3)integer::b(9)a=(/1,2,3,4,5,6,7,8,9/)！编译出错，形状不同，必须用函数b=reshape(a,(/9/))a=reshape(b,(/3,3/))END辅导资料——FORTRAN90楚红第5页共55页TRANSPOSE（）：返回一个转置矩阵C．算术表达式书写表达式应注意几点：（教材41面1、2、3、4）注意表达式结果的类型和种别。5．赋值语句赋值语句的功能：计算、类型转换、赋值6．输入输出语句A．表控格式的输入输出：READ*，A，BREAD（*，*）A，B注意：⒈各数据间有分隔符：逗号或空格。⒉类型匹配：整数：不得带小数点；实数：可以为整数；小数形式；指数形式复数：（实部，虚部）；实部和虚部可以为整型也可为实型字符：‘一串字符’，赋值时长度转化；一串字符，即‘’可省略。逻辑：以T或F作为第一个字母的字符串（点号、空格在前忽略）如果输入一个整型数，则偶数为假，奇数为真⒊个数：1）不得少于变量的个数；2）可分行输入；3）多余的数据不起作用4）每一个READ开始一个新的记录⒋无效值的输入⑴,,连续两个逗号，对变量值不影响。⑵空格可以多个，/表示输入数据结束，后面的数据被取消，没有输入数据的变量值为0；Read*，A，B，C输入：2，1/3结果：A=2B=1C=0⑶r*[c]：r为重复数4*0.5，2*3，2*’AB’，3*（1.0，-1.0）⒌多个Read语句每个Read必须从一个新的行输入数据PRINT*，A，BWRITE（*，*）A，B⒈固定的输出宽度⒉类型：复型：带（）输出逻辑型：T，F输出一个字符字符型：‘’丢失，采用左对齐输出3.一行显示不下，数据自动换行输出4.多个PRINT语句：每个开始输出一个新的记录辅导资料——FORTRAN90楚红第6页共55页B．输入输出编辑符一般形式：READ(设备号,格式说明)输入表READ格式说明,输入表WRITE(设备号,格式说明)输出表PRINT格式说明,输出表格式说明：*、格式语句标号、整型变量、格式字符表达式、数组或数组元素作用：精确地说明每一个数据应该怎样输入或输出，包括类型、小数点位置、有效位数、输出结果的形式1、FORMAT语句标号(为提高程序的可读性，F90中一般不用)WRITE（*，900）INT1，REAL1（3），CHAR1900FORMAT（I5，3F5.4，A16）2、整型变量名（使用ASSIGN语句）ASSIGN900TOMYFMT900FORMAT（I5，3F5.4，A16）WRITE（*，MYFMT）IOLIST3、字符表达式或变量WRITE（*，’（I5，3F5.4，A16）’）IOLIST或：CHARACTER（80）MYLISTMYLIST=‘（I5，3F5.4，A16）’WRITE（*，MYLIST）IOLIST4、数组或数组元素名CHARACTER(6)array(3)DATAarray/'(I5',',3F5.2',',A16)'/WRITE(*,array)iolistCHARACTER(80)array(5)array(2)='(I5,3F5.2,A16)'WRITE(*,array(2))iolist