Fortran语言教程.ppt

1、Fortran语言（Fortran77结构化程序设计）,普通高校计算机基础教学课程,2020/8/10,2,说明 第一章 算法（略） 第二章 计算机和计算机程序（略）,2020/8/10,3,第三章 Fortran语言程序设计初步,2020/8/10,4,3.1 Fortran语言的发展概况,FORmula TRANslator 公式翻译器 Fortran语言是一种适合于科学和工程计算问题的程序设计语言；也是计算机高级语言发展史上使用最早的一种程序设计语言。,2020/8/10,5,3.1 Fortran语言的发展概况,Fortran语言的发展过程： 1951年由约翰贝克斯等人开始研究Fort

2、ran语言； 1957年第一个Fortran程序在IBM704机上运行； 1958和1962年先后推出Fortran和Fortran； 1966和1978年先后颁布Fortran66和Fortran77； 1991年颁布了Fortran90。 现在已经有了Fortran 95, Fortran 2003,2020/8/10,6,Fortran语言的特征,Fortran语言的最大特性是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。 易学，语法严谨。 可以直接对矩阵和复数进行运算。 自诞生以来广泛地应用于数值计算领域，积累了大量高效而可靠的源程序。 很多专用的大型数值运算计算机针对Fort

3、ran做了优化。 广泛地应用于并行计算和高性能计算领域。 Fortran 90，Fortran 95，Fortran 2003的相继推出使Fortran语言具备了现代高级编程语言的一些特性。,2020/8/10,7,3.2 简单的Fortran程序分析,例1：求一元二次方程x2+3x-5.6=0的根，并打印结果。 利用公式： （这里，a=1，b=3，c=-5.6）,2020/8/10,8,3.2 简单的Fortran程序分析,编程如下： c the roots of the quadratic equation a=1.0 b=3.0 c=-5.6 x1=(-b+sqrt(b*b-4.0*a*

4、c)/(2.0*a) x2=(-b-sqrt(b*b-4.0*a*c)/(2.0*a) write(*,100)x1,x2 100 format(1x,x1=,f6.2,x2=,f6.2) end,2020/8/10,9,3.2 简单的Fortran程序分析,执行结果： x1= 1.30 x2=-4.30,例2：试求3!，6!，9!的值。 编程如下：,2020/8/10,10,3.2 简单的Fortran程序分析,主程序： 子程序： c main program c subprogram j=k(3) function k(n) l=k(6) k=1 m=k(9) i=2 write(*,*)

5、j,l,m 5 if (i.le.n) then end k=k*i i=i+1 执行结果： goto 5 6 720 362880 endif return end,2020/8/10,11,3.2 简单的Fortran程序分析,Fortran程序的基本结构： 一个Fortran源程序由一个或多个程序单位组成，每个程序单位以“end”语句结束。 每个程序单位包括若干行 语句行（执行语句和非执行语句行） 非语句行（注释行） 语句前可不设标号，也可根据需要设标号。 各类语句在程序单位中的位置有一定规则。 程序必须按规定格式书写。,2020/8/10,12,3.3 Fortran源程序的书写格式,

6、Fortran77源程序必须按以下格式书写： 每行只能在80列内书写，并把80列分为4个区。 15列：标号区 （ 15 位无符号整数；第1列为“*”或“c”时，为注释行） 第6列：续行标志区 （非空格或非零字符；最多19个续行） 772列：语句区 （书写语句；一行只能写一条语句） 7380列：语句注释区 （一般作编号注释）,2020/8/10,13,3.4 Fortran程序的编辑与运行,Fortran PowerStation 4.0集成开发环境 简 介,2020/8/10,14,3.4 Fortran程序的编辑与运行,一、Fortran PowerStation 4.0的启动 选“开始”“

7、程序”“Fortran PowerStation 4.0”“Microsoft Developer Studio”。 二、创建项目工作间 选“File”“New”“Project Workspace”“Console Application”，并输入项目工作间名称（如：aaa）和存放项目工作间的位置或路径（如：c:for） Create。,2020/8/10,15,3.4 Fortran程序的编辑与运行,三、给项目工作间添加和编辑文件 打开指定的项目工作间选 “Insert” “File into Project”输入要添加的文件名（如：st01.for）“Add”。然后按Fortran程序的

8、书写规则编辑程序。 四、编译项目工作间中的文件 打开指定的文件选 “Build” “Compile st01.for”。 五、连编项目文件 选 “Build” “Build aaa.exe”。 六、运行项目文件 选 “Build” “Execute aaa.exe”。（显示程序执行结果）,2020/8/10,16,3.4 Fortran程序的编辑与运行,注：若Fortran程序是由一个主程序文件和若干个子程序文件组成，则应将各文件添加到同一项目工作间，分别进行编译，然后连编和运行项目文件。 七、打开项目文件 选“File”“Open”在打开对话框文件类型下拉列表中选“Project Works

9、pace(*.mdp)”然后选项目工作间文件夹中的项目文件。,2020/8/10,17,3.5 常 量,常量在程序执行期间其值固定不变的量。 Fortran处理六种类型的常量： 整型常量（Integer） 实型常量（Real） 双精度常量（Double precision） 复型常量（Complex） 逻辑型常量（Logical） 字符型常量（Character）,2020/8/10,18,3.5 常 量,3.5.1 整型常量 包括正、负整数和零。 例：5，-13，0， 说明： 在（16位）微机中，整数的取值范围为： -215215-1（-3276832767） 在（32位）微机中，整数的取值

10、范围为： -231231-1（-21474836482147483647 ）,2020/8/10,19,3.5 常 量,3.5.2 实型常量 （有二种表示形式） 小数形式 例：15.8，-21.05，14.0 ,14.，.17，0.0 , 指数形式（通常表示较大或较小的数） 例：1000000001.0E+8 0.00001251.25E-05 数字部分 指数部分,2020/8/10,20,3.5 常 量,说明： 一个数值用指数形式表示时有两种表达方式： 一个基本实数后面跟指数部分。 例： 0.8768.76E-1 -2589.4-2.5894E+3 一个整数后面跟指数部分。 例： 0.876

11、876E-3 -2589.4-25894E-1,2020/8/10,21,3.5 常 量,同一个数值可用不同的指数形式表示。 例： 0.8768.76E-187.6E-2876E-3 计算机在输出时，按标准化指数形式输出。 例：0.282.800000E-01 -59.58E+12-5.958000E+13 即数字部分大于1，且小数点前只有一位非零数字的指数输出形式。 在微机中，一般用四个字节存放一个实数，其取值范围为：10-751075。超出此范围时为“溢出”错误。,2020/8/10,22,3.5 常 量,下列形式为不合法的指数形式： 单独的小数点和单独的指数部分。 例：.E5， E10

12、指数部分只能是整数，不能带小数点。 例：8E0.5， 12.3E1.5 ,2020/8/10,23,3.6 变 量,变量在程序执行期间其值可以改变的量。 3.6.1 变量的概念 Fortran为每一个变量分配一个相应的存储单元；每个变量在每个时刻只能有一个确定的值。 例：x=4.5 x x=8.0 x 注：在程序中用到的变量都必须要有确定的值。,4.5,8.0,2020/8/10,24,3.6 变 量,3.6.2 变量名 变量名标识一个变量所用的名字。 命名规则： 变量名的第一个字符必须是字母； 在第一个字符后可跟15个字母或数字。 例： x，m1，total，k123，,2020/8/10,

13、25,3.6 变 量,注意几点： 变量名不区分大小写字母。 例：TOTAL，Total，total 代表同一变量 变量名中的空格不起作用。 例：abc，a bc，ab c，a b c 代表同一变量 变量名尽量做到“见名知义” AVER、SUM、Imax 允许变量名与语言中具有特定含义的字（“保留字”）同名。 例：sin，read，open，end， 建议不要使用fortran中具有特定含义的字作变量名,2020/8/10,26,3.6 变 量,3.6.3 变量的类型 Fortran能处理各种类型的变量。不同类型的变量用来存放不同类型的数据。 变量类型的说明（三种方式） 隐含说明 即以I、j、k

14、、l、m、n开头的变量为整型变量，以其它字母开头的变量为实型变量。（“IN规则”） 例：imax，m5，number， 为整型变量 v，h2，aver， 为实型变量,2020/8/10,27,3.6 变 量,显式说明 即用类型说明语句指定变量的类型。 如： 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,2020/8/10,28,3.6 变 量,如： Integer abc，xyz real imax，k3 logic

15、al a1，kpz 用implicit语句说明 即说明用某一字母开头的变量为指定的类型。 例： implicit integer(a，b)，real(k) implicit integer(x-z),2020/8/10,29,3.6 变 量,三种类型说明的优先级： 高 类型说明语句（显式说明） implicit语句说明 低 “IN规则”,2020/8/10,30,3.7 Fortran内部函数,在编制Fortran程序时，经常要用到一些基本的数学函数，如三角函数、指数函数、对数函数等。为方便用户，Fortran编译系统已提供了这些函数的计算程序，需要时即可调用。 Fortran内部函数调用格式

16、： 函数名（自变量）,2020/8/10,31,3.7 Fortran内部函数,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 Fortran77全部内部函数见附录,2020/8/10,32,3.7 Fortran内部函数,注意几点： 函数自变量（参数）必须用括号括起来。 例：sinx+cosx sin(x)+cos(x) 函数自变量可以是常量、变量或表达式。 例： exp(3.0) sin (x+cos(x) 有些函数的类型是由自变量的类型确定的。 例：mod(8.0,

17、3.0) 2.0 mod(8,3) 2 三角函数的角度单位是“弧度”而不是“度”。 函数名分为“通用名”和“专用名”内部函数名一般用“通用名”。,2020/8/10,33,3.8 Fortran算术表达式,Fortran77提供了四种表达式： 算术表达式 关系表达式 逻辑表达式 字符表达式 算术表达式将各运算元素（常量、变量、函数和数组等）用算术运算符连接起来的一个有值的式子。,2020/8/10,34,3.8 Fortran算术表达式,一、算术运算符及其优先级 算术运算符（五种） 加（+） 减（-） 乘（*） 除（/） 乘方（*） 算术运算符的优先级 括号函数乘方乘、除加、减 注：同级运算“

18、先左后右”，连续乘方时“先右后左”。,2020/8/10,35,3.8 Fortran算术表达式,例： 3+5-6.0*8.5/4*2+sin(x) 3+5-6.08.542sinx x*y*z、x*(y*z) xyz (x*y)*z (xy)z 有了算术表达式概念之后，我们就可以将：数学运算式Fortran算术表达式,2020/8/10,36,3.8 Fortran算术表达式,二、算术表达式书写规则 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行。 例： (a+b)/(c+d) a+b/c+d ,2020/8/1

19、0,37,3.8 Fortran算术表达式,两个运算符不能紧邻。 例： a/(-b)-a/b a/-b 表达式一律用小括号。 例： ax+b(y+c) a*(x+b*(y+c),2020/8/10,38,3.8 Fortran算术表达式,三、表达式求值中的类型问题 同类型量运算的结果，仍为原类型。 例：4*5=20，4.0*5.0=20.0 6.0/4.0=1.5，6/4=1（1.5） 不同类型量运算时，先将低级类型（整型）转换为高级类型（实型），然后再按同类型量进行运算。 例：2.5*4=10.0（ 10） 2.0*3=2.0*2.0*2.0=8.0（属同类量运算）,2020/8/10,39

20、,3.8 Fortran算术表达式,四、运算中的误差问题 整数量运算没有误差 实型量由于有效位数的限制，运算时会出现误差 例1：(1.0/3.0)*3.0=0.9999999 (1.0) 1.0/3.0=0.3333333 例2： X=1E30 Y=-1E30 Z=1.0 (X+Y)+Z=? X+(Y+Z)=?,2020/8/10,40,3.9 赋值语句,Fortran提供三类赋值语句： 算术赋值语句 逻辑赋值语句 字符赋值语句 一、算术赋值语句一般格式 V=e 功能：把赋值号右边表达式的值，赋给赋值号左边的变量或数组元素。 例： S=3.14159*r*2,2020/8/10,41,3.9

21、赋值语句,二、算术赋值语句中的类型转换问题 赋值号两边类型一致时，直接赋值。 例： k=355 赋值号两边类型不一致时，先计算，再转换，最后赋值。 例：y1=6*2 （y1的值为12.0） Imax=3.6*2 (imax的值为7(7.27),2020/8/10,42,3.9 赋值语句,注意几点： 赋值号左边只能是变量或数组元素，不能为带运算符的表达式。 例：3*a=6*x+sin(x) 一个赋值语句只能给一个变量或数组元素赋值。 例：a=b=c=d=3.5 一个赋值语句执行后，赋值号左边变量的原值被右边表达式的值取代。 例：x=1.0 x=x+1.0 (x的值为2.0),2020/8/10,

22、43,3.10 简单的输出语句,用户编制的程序必须要有输出语句，把结果显示或打印出来。 Fortran提供了三种输出方式： 表控格式输出（标准或固定格式输出） 指定格式输出 无格式输出（二进制形式，适应磁盘文件） 一、表控格式输出 按Fortran编译系统隐含规定的格式输出。（即系统根据输出数据的不同类型，自动给出相应的输出格式。）,2020/8/10,44,3.10 简单的输出语句,二、表控格式输出语句 一般格式： print ,输出表列 write (,)输出表列 例1： print ,56.8,125 或 write (,) 56.8,125 例2： print ,a, b, c 或 w

23、rite (,) a, b, c,2020/8/10,45,3.10 简单的输出语句,例3： x=12.5 y=90.5 z=x+y print *, x, y print *, z=, z end 运行结果： 12.500000 90.500000 Z= 103.000000,2020/8/10,46,3.10 简单的输出语句,整数的表控格式输出 规定：每个整数占12列，数据打印在右端，左补空格。 例：print *，123，-1128 输出结果： 123-1128,2020/8/10,47,3.10 简单的输出语句,实数的表控格式输出 规定：每个实数占16列，数据打印在右端，左补空格。 例

24、：print *，15.4，-321.45 输出结果： 15.400000-321.450000,2020/8/10,48,3.10 简单的输出语句,当实数值的绝对值107或1时，按标准的指数形式输出。 例：print *，-10000000.，0.98 输出结果： -1.000000E+079.800000E-01,2020/8/10,49,3.11 简单的输入语句,Fortran提供了三种输入方式： 表控格式输入（自由格式输入） 指定格式输入 无格式输入 一、表控格式输入 表控格式输入根据变量的数据类型输入相应的数据形式，数据间以逗号或空格分隔的输入方式。,2020/8/10,50,3.1

25、1 简单的输入语句,二、表控格式输入语句 一般格式： read ,输入表列 read (,)输入表列 例1： read ,a, b （若a=14.7, b=30.0） 键盘输入： 14.7,30.0,2020/8/10,51,3.11 简单的输入语句,例2： read ,x,k （若x=4.5,k=200） 键盘输入： 4.5,200 例3： read ,x,y,z （若x=1.5,y=2.5,z=3.5） read ,i,j （若i=5,j=10） 键盘输入： 1.5,2.5,3.5 5,10,2020/8/10,52,3.11 简单的输入语句,注意几点： 输入数据的个数不得少于read语句

26、中变量的个数，但多余的数据也不起作用。 例： read ,x,y,z （若x=1.5,y=2.5,z=3.5） 键盘输入： 1.5,2.5,3.5 1.5,2.5,3.5,5.2,6.0（最后两个数被忽略） 1.5,2.5（计算机将等待用户继续输入数据）,2020/8/10,53,3.11 简单的输入语句,注意几点： 一个read语句可以分多行输入，但每一个read语句必须从新的一行输入。 例： read ,x,y,z （若x=1.5,y=2.5,z=3.5） read ,i,j （若i=5,j=10） 键盘输入： 1.5 2.5 3.5 5,10 若键盘输入： 1.5,2.5,3.5,5,1

27、0 （错）,2020/8/10,54,3.11 简单的输入语句,在输入数据时若出现“/”，则终止对此read语句的输入。 例： read ,x,y,z 键盘输入： 1.5,2.5/ （变量z的值为原值或为零。）,2020/8/10,55,3.12 参数语句（parameter语句）,一、parameter语句的功能 为常量命名，即用一个符号代表一个常量。 二、parameter语句一般形式 Parameter(p1=c1,p2=c2,pn=cn) 其中： pn符号常量； cn常量。,2020/8/10,56,3.12 参数语句（parameter语句）,例：求半径为0.5m的圆面积和圆周长。

28、编程如下： parameter (r=0.5,pi=3.14159) s=pi*r*2 h=2.0*pi*r print*,s,h end,2020/8/10,57,3.12 参数语句（parameter语句）,注意几点： 参数语句必须写在所有可执行语句之前； 符号常量的命名规则及类型与变量相同，并遵循“IN规则”； 程序中不能给符号常量再赋值。,2020/8/10,58,3.13 pause语句, stop语句, end语句,一、pause语句 一般形式 Pause n 注：n为15位正整数或字符常量。 功能 暂停程序的执行。 （一个程序单位可以有多个pause语句）,2020/8/10,5

29、9,3.13 pause语句, stop语句, end语句,例： parameter (r=0.5,pi=3.14159) s=pi*r*2 h=2.0*pi*r pause 打印面积和周长 print*,s,h end,2020/8/10,60,3.13 pause语句, stop语句, end语句,二、stop语句 一般形式 stop n 注：n为15位正整数或字符常量。 功能 终止程序的执行。 （一个程序单位可以有多个stop语句）,2020/8/10,61,3.13 pause语句, stop语句, end语句,三、end语句 一般形式 end 功能 对主程序：终止程序的执行和作为程序

30、单位的结束标志； 对子程序：返回调用程序和作为程序单位的结束标志。 （一个程序单位只能有一个end语句）,2020/8/10,62,课后练习题,P7576：第五、八、十一题,2020/8/10,63,第四章 逻辑运算和选择结构,2020/8/10,64,计算机程序,程序设计的基本方法,计算机解决问题所需要的一系列代码化指令序列计算机程序。 程序=数据结构+算法 即“程序就是在数据的某些特定的表示方式和结构的基础上，对抽象算法的具体描述。”,上述公式可扩充为： 程序=数据结构+算法+程序设计方法+语言工具,2020/8/10,65,所谓面向过程的程序设计，是指利用面向过程的语言工具（如Basic

31、、Pascal、Fortran和C等）进行程序开发的各项活动。,程序设计的基本方法,面向过程的程序设计,优点：编程简单、结构性强、可读性好，程序执行时序特征明显；遵循这种结构的程序只有一个入口和一个出口。 缺点：存在数据与程序模块的分离和程序的可重用性差等问题。,2020/8/10,66,程序设计的基本方法,结构化程序设计方法：,结构化编码 在结构化程序设计中，任何复杂的算法，都可以由三种基本结构组成。 在构造算法时，也仅以三种基本结构作为基本单元。 遵循这种结构的程序只有一个输入口和一个输出口。,模块化设计 将一个复杂问题的程序分为若干个程序模块，每个模块完成一项特定功能；其中有一个主模块和

32、若干个子模块，主模块控制各个子模块来实现整个程序的功能。,自顶向下，逐步细化,2020/8/10,67,程序设计的基本方法,面向对象的程序设计,面向对象的程序设计是一种新的程序设计范型。它将一些新的理念和结构化程序设计中好的思想相融合，提供了一种全新的程序设计方法。,2020/8/10,68,4.1 算法及其表示方法,一、算法的概念 算法解决某一问题所采取的方法和步骤。 计算机算法计算机能够执行的算法。 计算机算法的特征： 有穷性操作步骤是有限的。 确定性方法步骤是明确的。 有效性方法是正确的，步骤是完整的。 必须有输入和输出。（取得必要的信息，给出正确的结果。）,2020/8/10,69,4

33、.1 算法及其表示方法,Fortran是结构化程序设计语言，每个程序单位可由三种基本结构组成： 顺序结构 分支选择结构 循环结构 实践证明，任何复杂的问题都可以用这三种基本结构来描述。,2020/8/10,70,4.1 算法及其表示方法,二、算法的表示 用NS流程图表示。（由几种功能框组合而成） 矩形框用于表示顺序结构。 如：若先执行语句A，再执行语句B。,A,B,2020/8/10,71,4.1 算法及其表示方法,例：若a=1.5，b=4.5，求a+b的平方。 画NS图： 编程： A=1.5 B=4.5 C=(a+b)*2 Print *, c end,1.5a,4.5b,(a+b)2c,打

34、印 c,结束,2020/8/10,72,4.1 算法及其表示方法,三角框用于表示分支选择结构。 如：若P为条件，当P成立执行语句A，否则执行语句B。,2020/8/10,73,4.1 算法及其表示方法,L形框用于表示循环结构。 当型循环（P为条件，A循环体） 如：若条件P成立，则执行循环体A，否则跳出循环体。,2020/8/10,74,4.1 算法及其表示方法,直到型循环（P为条件，A循环体） 如：首先执行循环体A，若条件P不成立继续执行循环体A，直到条件P成立为止。,2020/8/10,75,4.2 关系表达式,关系表达式是构成选择结构判断条件的基本式子。它也是一种最简单的逻辑表达式。 一、

35、关系运算符（P80 表4-1） .gt. （大于） .ge. （大于等于） .eq. （等于） .lt. （小于） .le. （小于等于） .ne. （不等于）,2020/8/10,76,4.2 关系表达式,二、关系表达式的一般形式 算术量关系运算符算术量 即： 关系表达式是由关系运算符将两个算术量连接起来的式子。 关系表达式的运算元素是算术量，结果是逻辑量：真（.True.）或假（.False.）。,2020/8/10,77,4.2 关系表达式,有了关系表达式，我们就可以将： 数学关系式 Fortran关系表达式 例： x+y15.4 x+y.gt.15.4 a+ba-b a+b.ne.a-

36、b ex2.17 exp(x).ge.2.17,2020/8/10,78,4.2 关系表达式,注意： 算术运算优先于关系运算。 如：a+b.ne.a-b等同于(a+b).ne.(a-b) 实数运算误差对关系表达式的影响 如：1.0/3.0*3.0.EQ.1.0 值为.false. 1.0/3.0*3.0=0.9999999 对于 a.eq.b abs(a-b).lt.1E-6 c.ne.d abs(c-d).gt.1E-6,2020/8/10,79,4.3 逻辑表达式,关系表达式只能表达简单的关系，如： 5x10 就不能用关系表达式表达，此时要用逻辑表达式。,2020/8/10,80,4.3

37、逻辑表达式,一、逻辑表达式的一般形式 逻辑量逻辑运算符逻辑量 即： 逻辑表达式是由逻辑运算符将两个逻辑量连接起来的式子。 逻辑表达式的运算元素是逻辑量，结果也是逻辑量：真(.True.)或假(.False.)。 逻辑量包括逻辑常量、逻辑变量和关系表达式。,2020/8/10,81,4.3 逻辑表达式,二、逻辑常量 两个：.true.（真）.false.（假） 三、逻辑变量 用于存放逻辑常量的变量。 逻辑变量可以通过赋值语句来接受逻辑常量的值，但在使用前，要进行类型说明。 例： logical a, b a=.true. b=.false.,2020/8/10,82,4.3 逻辑表达式,四、逻辑

38、运算符 .and. （逻辑与） .or. （逻辑或） .not. （逻辑非） .eqv. （逻辑等（同或） .neqv.（逻辑不等（异或）,2020/8/10,83,4.3 逻辑表达式,五、逻辑运算符的运算规则（P83 表4.3） 若a,b为两个逻辑量，则： a.and.b(当a、b同时为真时，为真。) a.or.b (当a、b中任意一个为真或同时为真时，为真。) .not.a (当a为真，其值为假；当a为假，其值真。) a.eqv.b(当a、b为同一逻辑常量时，为真。) a.neqv.b(当a、b不为同一逻辑常量时，为真。),2020/8/10,84,4.3 逻辑表达式,六、逻辑表达式的运算

39、次序（P84 表4.5） 运算次序为： 括号算术运算关系运算逻辑运算 而逻辑运算： .not.and.or.eqv.,.neqv.,2020/8/10,85,4.3 逻辑表达式,例1：写出下列条件的逻辑表达式。 5k10 k.ge.5.and.k.le.10 f3g或f5t abs(f).le.3*g.or.abs(f).eq.5*t 1a8并且1b8 (a.ge.1.and.a.le.8).and.(b.ge.1.and.b.le.8),2020/8/10,86,4.3 逻辑表达式,例2：若a=2.5,b=7.5,c=5.0,d=6.0,求下列逻辑表达式的值。 (a.lt.b).and.(b

40、.lt.c) t f f,2020/8/10,87,4.3 逻辑表达式,例2：若a=2.5,b=7.5,c=5.0,d=6.0,求下列逻辑表达式的值。 c/2.0+d.lt.a.and.not.true.or.c.le.d 8.5 F T F . F . T,2020/8/10,88,4.4 用块 if 实现选择结构,有以下三种典型的块if选择结构： if (条件) then (块if语句) 块 (then块) endif (endif语句),2020/8/10,89,4.4 用块 if 实现选择结构, if (条件) then 块1 (then块) else 块2 (else块) endif

41、,2020/8/10,90,4.4 用块 if 实现选择结构,例： 2X3 (X2) Y X5 (X2) 编程如下： read(*,*) x if (x.le.2) then y=2*x+3 else y=x+5 endif write(*,*)x=,x,y=,y end,2020/8/10,91,4.4 用块 if 实现选择结构, if (条件1) then 块1 else if (条件2) then 块2 (else if块) else if (条件n) then 块n else 块(n+1) endif,2020/8/10,92,4.4 用块 if 实现选择结构,说明： 每个块if中可以

42、完整地包含一个（或多个）块if结构，即构成块if 的嵌套结构。如： if (条件1) then if (条件1) then 块1 if (条件2) then else 块2 if (条件2) then endif 块2 else endif 块1 endif endif,2020/8/10,93,4.4 用块 if 实现选择结构,一个块if 语句必须和一个endif语句相对应。 块if 中的“then块”、“else块”和“else if块”可为空块。,2020/8/10,94,4.4 用块 if 实现选择结构,例1：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。 （当b2-4ac0时有两个实根，b

43、2-4ac0时有两个复根。）,2020/8/10,95,4.4 用块 if 实现选择结构,print*,input a,b,c: read*,a,b,c f=-b/(2.0*a) d=b*2-4.0*a*c g=sqrt(-d)/(2.0*a) if (d.ge.0.0) then print*,x1=,f,+i,g e=sqrt(d) print*,x2=,f,-i,g x1=(-b+e)/(2.0*a) endif x2=(-b-e)/(2.0*a) end print*,x1=,x1 print*,x2=,x2 else,2020/8/10,96,4.4 用块 if 实现选择结构,例2：

44、求下列函数值。 0 (x-10) 2x+20 (-10 x0) y= 20 (0 x20) 30-0.5x (20 x40) 50-x (40 x50) 0 (x50),2020/8/10,97,4.4 用块 if 实现选择结构,输入x,true x-10 false,true x0 false,true x20 false,true x40 false,true x50 false,y=50-x y=0,打印y,y0,y=20,y=30-0.5x,y=2x+20,2020/8/10,98,4.4 用块 if 实现选择结构,源程序一： read*,x if (x.lt.50.0) then i

45、f (x.lt.-10.0) then y=50.0-x y=0.0 else else y=0.0 if (x.lt.0.0) then endif y=2.0*x+20.0 endif else endif if (x.lt.20.0) then endif y=20.0 endif else print*,y=,y if (x.lt.40.0) then end y=30.0-0.5*x else,2020/8/10,99,4.4 用块 if 实现选择结构,源程序二： read*,x print*,y=,y if (x.lt.-10.0) then end y=0.0 else if (

46、x.lt.0.0) then y=2.0*x+20.0 else if (x.lt.20.0) then y=20.0 else if (x.lt.40.0) then y=30.0-0.5*x else if (x.lt.50.0) then y=50.0-x else y=0.0 endif,2020/8/10,100,4.5 逻辑 if 语句,逻辑if语句也是一种选择结构，但与块if 不同，主要表现在： 只用一行表示一个选择结构； 仅当条件成立时执行，并且只执行一条语句。 逻辑if语句的一般形式： If条件语句 例：if (n.le.100) n=n+1,2020/8/10,101,4.

47、5 逻辑 if 语句,例： 2X3 (X2) Y X5 (X2) 编程如下： read(*,*) x read(*,*)x if (x.le.2) then if(x.le.2) y=2*x+3 y=2*x+3 if(x.gt.2) y=x+5 else write(*,*)y=,y y=x+5 end endif write(*,*)y=,y end,2020/8/10,102,课后练习题,P96： 第一三题；第四、五、七题,2020/8/10,103,第五章 循环结构的实现,2020/8/10,104,第五章 循环结构的实现,所谓循环，是指在程序执行过程中需要重复执行的程序段。 在实际问题

48、中，我们经常遇到循环，如： 求 n，n!， 无条件循环 GOTO 循环结构 直到型循环 条件循环 当型循环 计数型循环,2020/8/10,105,5.1 用goto语句实现循环,goto语句的一般形式： goto 其中：s1语句标号。 功能：程序执行到此语句时，无条件的转向标号为s1的语句去执行。,例：求110的累加和。 编写程序段： integer x,sum x=0.0 sum=0.0 10 x=x+1 sum=sum+x goto 10,2020/8/10,106,5.1 用goto语句实现循环,如果我们把以上goto语句作为逻辑if语句中的执行语句，则就可以实现有条件的循环。即： i

49、nteger x,sum 求110的累加和 x=0.0 sum=0.0 10 x=x+1 sum=sum+x if(x.lt.10)goto 10 print*,sum end,2020/8/10,107,5.2 当型循环的实现,一、用块if和goto语句实现循环 一般形式： s1 if (条件) then 标号 块 goto s1 endif,所谓当型循环，是指执行循环体要依据事先给定的条件。当条件成立时执行循环，否则就不执行循环。,2020/8/10,108,5.2 当型循环的实现,编程如下： read*,n m=1 i=1 10 if (i.le.n) then m=m*i i=i+1

50、goto 10 endif print*,m end,例：求n!。,2020/8/10,109,5.2 当型循环的实现,二、用do while语句实现当型循环 一般形式 do s1, while (条件) 循环体 s1 ,2020/8/10,110,5.2 当型循环的实现,例：求n!。 编程如下： read*,n m=1 i=1 do 10 while (i.le.n) m=m*i i=i+1 10 continue print*,m end,2020/8/10,111,5.3 直到型循环的实现,一、用逻辑if语句实现直到型循环 一般形式 s1 循环体 if (条件) goto s1,所谓直到

51、型循环，是指先执行循环体，再判断条件。如果条件为“假”（真），继续执行循环，直到条件为“真”（假）时终止循环。,2020/8/10,112,5.3 直到型循环的实现,例1：求n!。 编程如下： read*,n m=1 i=1 10 continue m=m*i i=i+1 if (i.le.n) goto 10 print*,m end,2020/8/10,113,5.3 直到型循环的实现,编程如下： integer sign s=1.0 d=2.0 sign=1 10 sign=(-1)*sign t=sign/d s=s+t d=d+1 if (d.le.100.0) goto 10 pr

52、int*, s end,例2：求 的值。,2020/8/10,114,当型与直到型循环的比较,当型循环 直到型循环 不同：先判断条件 先执行循环体 再执行循环体 再判断条件 （循环体至少被 执行一次）,循环结构关键：条件判断 改变条件的语句,2020/8/10,115,5.4 用do语句实现循环,当循环的初值、终值和循环次数都已知时，可用do语句实现循环。 用do语句实现的循环称为“do循环”。do循环是由一个do语句和循环体组成。,2020/8/10,116,5.4 用do语句实现循环,一、一般形式 do s, v=e1, e2 ,e3 循环体 s 说明： s循环体终端语句的标号 v循环控制

53、变量（do变量），可为整型、实型或双精度,2020/8/10,117,5.4 用do语句实现循环,一、一般形式 do s, v=e1, e2 ,e3 循环体 s 说明： e1,e2,e3是整型、实型或双精度表达式 e1循环变量初值 e2循环变量终值 e3循环变量增量（步长，默认值：1） 当v为整型变量，e3=1时，e3可忽略,例：DO 10,I=1,10,2 DO 100,N=1,5,2020/8/10,118,do循环执行过程 P103 图5.8,2020/8/10,119,r=MAX(INT(e2-e1+e3)/e3),0),v v+e3,执行过程 P103 图5.7,并将其转换为循环变量

54、的类型,2020/8/10,120,5.4 用do语句实现循环,例如：求110的累加和。 integer x,sum sum=0 DO 10,x=1,10 sum=sum+x x=x+1 10 continue print*,sum end,integer x,sum x=0.0 sum=0 10 if(x.le.10) then x=x+1 sum=sum+x goto 10 endif print*,sum end,2020/8/10,121,5.4 用do语句实现循环,二、执行过程（分四种情形） 当e2e1且e30 ： 当e2e1且e30 ：,2020/8/10,122,5.4 用do语

55、句实现循环,当e20 ： 当e2e1且e30 ：,2020/8/10,123,5.4 用do语句实现循环,编程如下： do 10 i=1, 30 read*, x 10 if (x.ge.60) print*, i, x end,循环体,例1：从键盘输入30个学生的单科成绩，并将其中及格以上的学生序号和成绩打印出来。,2020/8/10,124,5.4 用do语句实现循环,例2：打印正弦sinx的值。（间隔0.1o，从0o360o） 编程如下： do 100 i=0, 3600 x=i/10.0 y=sin(x*3.14159/180) 100 print*, x=,x, y=, y end,2020/8/10,125,5.4 用do语句实现循环,说明： DO循环是当型循环 可用e1, e2, e3的值求出循环次数。 计算公式：r=max(int(e2-e1+e3)/e3),0) e30 则运行时出错（被零除） 例：do 10,i1.2,6.6,0.2 r=max(int(6-1+0/0),0)（因为循环变量I是整型） e1e2且e30，则循环次数为0 由于实数在内存中存储的误差，v, e1, e2, e3尽可能用整型量。,2020/8/10,126,5.4 用do语句实现循环,说明： e1,e2,e3的值在do循环体内不会改变，即使给表达式e1,e2,e3中的变量赋值