Fortran基本用法小结

1、以下文字转载自 D_Atmosphere 讨论区 】 原文由 superjyq 所发表 】我的 Fortran 基本用法小结 高级语言和算法组 heavensky目录：一、说明二、概述三、数据类型及基本输入输出四、流程控制五、循环六、数组七、函数八、文件、说明本文多数内容是我读彭国伦 Fortran 95 程序设计 的笔记。只读到第九章， 主要是 39章， 都是些最基本的用法（原书共 16 章）。这里主要摘录了我看书过程中总结的一些Fortran 和C 不同的地方，主要是语法方面。希望这份笔记能够给学过 C 但没有接触过 Fortran 的同学 带去一些帮助。要想弄得更清楚些，推荐看一下原书，

2、觉得作者真的写得很好，很清楚；如 果有 C 语言的基础，看完前九章应该很快的，花一两天就行了。觉得如果耐心看完本文， 基本功能应该也可以顺利用起来了。另外，由于我之前没有用过Fortran，这次为了赶文档看书又看得很粗浅，大多数东西看过之后都没来得及仔细想， 只是按着作者的意思去理解。 所以这份笔记还处于纸上谈兵的层次。 如果有不妥的地方，希望大家指正。谢谢！文中蓝色的部分是程序代码，! 后面的内容为注释。二、概述1、名词解释Fortran=Formula Translator/Translation 一看就知道有什么特色了：可以把接近数学语言的文本翻译成机械语言。的确，从一开始，IBM 设计

3、它的时候就是为了方便数值计算和科学数据处理。设计强大的数组操作就是为了 实现这一目标。 Fortran 奠定了高级语言发展的基础。现在 Fortran 在科研和机械方面应用很 广。2、Fortran 的主要版本及差别按其发展历史， Fortran 编译器的版本其实很多。 现在在广泛使用的是 Fortran 77 和 Fortran90。 Fortran 90 在 Fortran 77 基础上添加了不少使用的功能，并且改良了 77 编程的版面格式，所 以编程时推荐使用 90。鉴于很多现成的程序只有 77版本，有必要知道 77 的一些基本常识， 至少保证能够看懂 77程序。以下是 77和 90的一

4、些格式上的区别。Fortran 77 ： 固定格式（ fixed format ），程序代码扩展名： .f 或 .for（1）若某行以 C,c 或*开头，则该行被当成注释；（2）每行前六个字符不能写程序代码，可空着，或者15 字符以数字表明行代码（用作格式化输入输出等） ；772为程序代码编写区； 73 往后被忽略；（3）太长的话可以续行，所续行的第六个字符必须是"0" 以外的任何字符。Fortran 90 ：自由格式（ free format ）， 扩展名： .f90（1）以"!" 引导注释；（2）每行可 132 字符，行代码放在每行最前面；（3）以

5、& 续行，放在该行末或下行初。以下都是讨论 Fortran 90 。3、Fortran 的一些特点和 C 不同，在下面涉及具体方面时可以看到。这里只是大致提一些。（1）不分大小写（2）每句末尾不必要写分号（3）程序代码命令间的空格没有意义（4）不像 C， Fortran 不使用 （5）数据类型多出了复数和逻辑判断类型。比如复数类型complex : a !声明复数的方法。复数显然方便了科学计算，满足了工程方面的需求a=（1.0,2.0） ! a=1+i（6）多出了乘幂运算（ * ）。乘幂除了整数还可以是实数形式。如开方，开立方 a=4.0*0.5 ， a=8.0*（1.0/3.0） 。

6、（7）数组有一些整体操作的功能；可以方便的对部分元素进行操作（8）有些情况下可以声明大小待定的数组，很实用的功能4、Fortran 的基本程序结构 先看一看所谓的 "Hello Fortran" 程序。 program main ! 程序开始， main 是 program 的名字，完全自定义 write（*,*） "Hello"! 主程序stop !终止程序end programmain !end 用于封装代码，表示代码编写完毕。 中的内容可省略，下同。再看一段实用一些的程序， 好有点感性认识。 程序用于计算圆柱的表面积， 要求输入底面半 径和高。其中

7、展示了 Fortran 的一些特色用法。 程序摘自维基。 其实是一个叫 的网上引用的维基的网页。推荐去看看!能查到不少有意思的东西。program cylinder! 给主函数起个名字! Calculate the area of a cylinder.! Declare variables and constants.! constants=pi! variables=radius squared and heightimplicit none ! Require all variables to be explicitly declared! 这个一般都是要写上的。下面会进一步说明。 in

8、teger : ierr character : ynreal : radius, height, areareal, parameter : pi = 3.1415926536 !这是常量的声明方法interactive_loop: do !do 循环， Fortran 中的循环可以加标签，如 do 前 !面的 interactive_loop 就是标签! Prompt the user for radius and height and read them.write (*,*) 'Enter radius and height.'! 屏幕输出read (*,*,iosta

9、t=ierr) radius,height! 键盘输入。 isotat 的值用于判断!输入成功否。! If radius and height could not be read from input,! then cycle through the loop.if (ierr /= 0) thenwrite(*,*) 'Error, invalid input.'cycle interactive_loop !cycle 相当于 C 里的 continue end if! Compute area. The * means "raise to a power.&qu

10、ot;area = 2 * pi * (radius*2 + radius*height)! 指数运算比 C 方便! Write the input variables (radius, height) ! and output (area) to the screen.write (*,'(1x,a7,f6.2,5x,a7,f6.2,5x,a5,f6.2)') &!"&" 表示续行。这里!还显示了格式化输出'radius=',radius,'height=',height,'area=',ar

11、eayn = ' 'yn_loop: do! 内嵌的另一个 do 循环write(*,*) 'Perform another calculation? yn' read(*,'(a1)') ynif (yn='y' .or. yn='Y') exit yn_loopif (yn='n' .or. yn='N' .or. yn=' ') exit interactive_loopend do yn_loop! 结束内嵌 do 循环end do interactive_l

12、oop end program cylinderFortran 程序的主要结构就是这样了。一般还会有些 module 的部分在主函数前，函数在主函 数后。三、数据类型及基本输入输出1、数据类型，声明及赋初值(1) integer： 短整型 kind=2, 长整型 kind=4integer(kind=2) : a=3如果声明成 integer: a ，则默认为长整型。!":" 在声明并同时赋初值时必须要写上； 类型名后面有形容词时也必须有； 其他情况可略 去 ! 所谓形容词，可以看一下这个。比如声明常数real， parameter : pi=3.1415926 。 par

13、ameter 就是形容词。(2) real:单精度kind=4 (默认)，双精度kind=8real(kind=8) : a=3.0还有指数的形式，如 1E10 为单精度， 1D10 为双精度( 3) complex 单精度和双精度complex(kind=4) b( 4) charactercharacter(len=10) c !len 为最大长度( 5) logicallogical*2 : d=.ture. ( 等价于 logical(2):d=.ture.)(6)自定义类型type:类似于 C中的structFortran 77 中给变量赋初值常用 DATA 命令，可同时给多个变量赋

14、初值data a,b,string /1, 2.0, 'fortran'/与 C 不同的是， Fortran 中变量不声明也能使用 ,即有默认类型(跟 implicit 命令有关) 。按照 默认的规定，以i,j,k,l,m,n开头的变量被定义为integer,其余为real。取消该设置需在程序声 明部分之前加 implicit none 。彭国伦建议一般都使用该语句。另一点关于声明的不同是 Fortran 有"等价声明 ":integer a,bequivalence(a,b)使得a,b使用同一块内存。这样可以节省内存；有时可精简代码。如：equivalen

15、ce(很长名字的变量，比如三维数组的某个元素，a),之后使用a来编写程序就简洁多了。2、基本输入输出输入: read(*,*) a! 从键盘读入输出: write(*,*) "text"!在屏幕上输出。Fortran 77 用 'text'。 Fortran 90!一般 " "和' '都可print * , "text"! 只能屏幕输出( *,* )完整写为 (unit=*,fmt=* )。其中 unit 为输入 /输出位置, 如屏幕, 文件等； fmt 为格式。print 后面的 * 表示按默认格式如

16、果这两项都写成 * ，则按默认的方式进行，即上面描述的。 输出。四、流程控制1、运算符（1）逻辑运算符= /= > >= < <=!Fortran 90 用法.EQ. .NE. .GT. .GE. .LT. .LE. !Fortran 77 用法（2）涉及相互关系的集合运算符.AND. .OR. .NOT. .EQV. .NEQV.! 仅 .NOT. 连接一个表达式，其余左右两边都要有表达式（可以是logical 类型的变量）LEQV.:当两边逻辑运算值相同时为真，.NEQV.:当两边逻辑运算值不同时为真 2、IF（1） 基本 :if（逻辑判断式）then end if

17、如果 then 后面只有一句，可写为if（逻辑判断式） !then和end if可省略（2） 多重判断:if（ 逻辑判断式 ） then else if else if else end if（3）嵌套:if（ 逻辑判断式 ） thenif（ 逻辑判断式 ） thenif（ 逻辑判断式 ） then else if（ 逻辑判断式 ） thenelseend if!没必要跟C语句多时用 了，因为有end ifend ifend if(4) 算术判断： program example implicit none real c write (*,*) "input a number&quo

18、t; read (*,*) cif（c） 10,20,30!10,20和30为行代码 根据c小于/等于/大于0，执行10/20/30行的程序10 write （*,*）"A"goto 40!goto 可实现跳到任意前面或后面的行代码处，但用多了破坏程序结构20 write (*,*)"B" goto 4030 write (*,*)"C" goto 40 40 stop end 3、SELECT CASE 类似于 C 的 switch 语句select case变量）case （数值1）!比如case（1:5）代表1<=变量&l

19、t;=5会执行该模块!case（ 1，3，5）代表变量等于1或3或5会执行该模块case（数值2）!括号中数值只能是integer,character或logical型常量，不能是 real型 case default end case 4、PAUSE, CONTINUEpause暂停程序执行，按 en ter可继续执行continue 貌似没什么用处，可用作封装程序的标志五、循环1、DOdo counter=初值，终值，增/减量！counter的值从初值到终值按增/减量变化，!counter 每取一个值对应着一次循环。增/减量不写则默认为1! 循环主体也没有必要用 end doFortran

20、 77 中不是用 end do 来终止，而是下面这样子：do循环最后一行的行代码counter=初值，终值，增/减量行代码 !这是do的最后一行2、DO WHILE do while（ 逻辑运算 ） end do类似于C中的while（逻辑运算）。一开始那个计算圆柱表面积的程序中，应该也算是这一类。不过它是通过内部的if 语句来控制循环。 看来也是可以的， 不过在这本书上没看到这样写。 其实应该也可以归于下面这种。3、没看到和C里面的dowhile（逻辑运算）;相对应的循环语句，不过可以这样，保证至少做一次循环：do while（.ture.） if( 逻辑运算 ) exit !exit 就好

21、比 C 里面的 break。 C 里的 continue 在 Fortran 里是 cycle end do4、 Fortran 的一个特色：带署名的循环可以这样，不易出错：，如下outer: do i=1，3 inner: do j=1，3 end do inner end do outer还可以这样，很方便：loop 1: do i=1，3loop2: do j=1，3 if(i=3) exit loop1 if(j=2) cycle loop2!exit 终止整个循环 loop1!cycle 跳出 loop2 的本次循环，进行 loop2 的下一次循环write(*，*) i，j end

22、 do loop2 end do loop1还有一些循环主要用于Fortran 中的数组运算，为 Fortran 特有，很实用。六、数组1、数组的声明和 C 不同的是， Fortran 中的数组元素的索引值写在（）内，且高维的也只用一个（）integer a（5）! 声明一个整型一维数组real : b(3,6) !声明一个实型二维数组类型可以是 integer, real, character, logical 或 type。最高可以到 7 维。数组大小必须为常数。但是和 C 语言不同， Fortran 也有办法使用大小可变的数组，方法如 下：integer, allocatable : a

23、(:) !声明 大小可变经过某个途径得知所需数组大小 size 之后，用下面的语句： allocate(a(size)!配置内存空间之后该数组和通过一般方法声明的数组完全相同。与 C 不同， Fortran 索引值默认为从 1 开始，而且可以在声明时改变该规则：integer a(-3:1)! 索引值为 -3，-2，-1，0， 1integer b(2:3,-1:3) !b(23,-13) 为可使用的元素2、数组在内存中的存放和C不同，Fortran中的数组比如a(2,2)在内存中存放顺序为a(1,1),a(2,1),a(1,2),a(2,2)。原则是先放低维的元素，再放高维的元素。此规则称为 column major。3、赋初值( 1 )最普通的做法：integer a(5)data a /1,2,3,4,5/或 integer : a(5)=(/1,2,3,4,5/)若integer : a(5)=5，贝U 5个元素均为5对于 integer : a(2,2)=