第12章 FORTRAN图形操作
FORTRAN图形界面
二、QuickWin绘图应用
1. 图形库函数 MSFLIB 2. QuickWin绘图坐标系
视口 坐标原点 左手坐标系
基本绘图函数 例：绘制正弦曲线
3.
USE MSFLIB INTEGER(2) result INTEGER(4) color TYPE(xycoord) XY result=INITIALIZEFONTS() !初始化前景 result=SETFONT('Arial''h18w10i') !设置前景字体 color=SETCOLORRGB(#0000ff) !设置当前绘图颜色为红色 CALL SETVIEWORG(200,200,XY) !改变视口坐标原点位置 CALL MOVETO(INT2(-50),INT2(0),XY) !移动到指定位置 result=LINETO(INT2(400),INT2(0)) !绘制直线 CALL MOVETO(INT2(-10),INT2(5),XY) CALL OUTGTEXT("0") !输出字符 DO x=0,360,3 y=-SIN(x/180*3.141593)*100 result=SETPIXELRGB(INT2(x),INT2(y), #ffffff) !指定像素点色值 END DO END
第十二章 FORTRAN图形 用户界面的设计
图形界面的设计 QuickWin绘图应用 对话框的设计
一、图形界面的设计
1． QuickWin应用程序的创建过程 在Microsoft Fortran PowerStation中调用QuickWin 库 来创建QuickWin应用程序。 2．QuickWin窗口的特征与控制 窗口特征 控制窗口的函数 3．响应鼠标事件 (1)基于事件的函数。当鼠标事件发生时调用应用程序预 先定义的回调函数； (2)中断函数。将程序挂起等候用户鼠标事件输入。
Fortran 程序基础
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数组操作
PROGRAM TEST IMPLICIT NONE ! 变量定义 REAL :: A1, A2,A3,A4,A5,B(5,5) READ(*, *)A1,A2,A3,A4,A5 ! 数组片断的引用 B(1,1:5) = A1 B(2,1:5) = A2 B(3,1:5) = A3 B(4,1:5) = A4 B(5,1:5) = A5
数组可用DIMENSION语句定义 DIMENSION runoff（365） Real runoff ※使用数组必须先定义
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数组操作
数组引用
（1）引用数组元素 数组名(下标），如 runoff（15），rain（3，5）
（2）引用全部数组 数组名，如： real B（10），A（10） B=A
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数据类型及I/0格式
变量的定义及类型说明：
（1）类型说明语句
integer year, month, day
real runoff
character*10 station
（2）隐含约定
I～N 规则
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数据类型及I/0格式
输入、输出语句
READ(设备号, 格式说明或格式说明语句标号) [变量列表] WRITE (设备号, 格式说明或格式说明语句标号) [变量列表]
其他程序控制语句 End Pause stop
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Fortran程序流程控制
实例分析
（1）1～100求和 （2）输入5个数，按大小排序
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数组操作
FORTRAN编程中PGPLOT绘图库的制作与调用
FORTRAN编程中PGPLOT绘图库的制作与调用文档编写：马利华PGPLOT是一个不依赖于任何装置的数据绘图程序库。
程序库由加州理工学院的Tim Pearson从1983开始编写，大多以FORTRAN程序写成。
它被设计成模组化的应用程序接口，可以输出到数种绘图装置上。
因为该程序库具备低阶（字、点、线、面）和高阶的绘图功能，被广泛应用于学术和科学社群。
PGPLOT可以被第三方重新散布和修改，但只能以编译过的二进制档案形式。
无论原始的或修改过的源代码都不能被重新散布。
最近的版本是5.2.2，于2001年二月发布。
PGPLOT提供了C和Fortran 77的接口，也有许多由用户提供的其他编程语言接口，例如：C++、perl、python、ruby、tcl/tk...等。
PGPLOT可以做许多种不依赖于任何装置的输出，包含数种图档格式、图形显示终端、PostScript装置，及X Window。
也可以用图形游标来帮助输入数据。
它可以在许多种操作系统上运作，包含大多的Unix-like系统、Mac OS，及Microsoft Windows。
因为此程序发行较早，相对于较新的套件，如PLplot，PGPLOT有许多的限制。
特别是PGPLOT只支援8位元的彩图，而不是完整的RGB色彩；而且也没有简单的方法来直接绘图到程式内存中。
目前该程序库的应用范围仍然很广。
参照程序包说明：aaaread.me文件给出的Windows95/98/NT下库文件制作过程，以下给出在Windows 7下，PGPLOT.lib静态库文件的制作过程。
编译环境：Windows 7（sp1）64位操作系统，采用Intel Visual Fortran编译器，运行在Miscrosoft Visual Studio（Ultimate 2013 Version 12.0.21005.1 REL）IDE环境，Fortran版本为Intel(R) Visual Fortran Package ID: w_fcompxe_2013_sp1.1.139。
fortran语法手册
1 FORTRAN77四则运算符+ - * / ** (其中**表示乘方)在表达式中按优先级次序由低到高为： +或-→*或/→**→函数→()2 FORTRAN77变量类型2.1 隐含约定：I-N规则凡是以字母I，J，K，L，M，N六个字母开头的，即认为是整型变量，其它为实型变量。
2.2 用类型说明语句确定变量类型：可以改变I-N规则2.3 用IMPLICIT语句将某一字母开头的全部变量指定为所需类型如 IMPLICIT REAL (I,J)三种定义的优先级别由低到高顺序为：I-N规则→IMPLICIT语句→类型说明语句，因此，在程序中IMPLICIT语句应放在类型说明语句之前。
2.4 数组的说明与使用使用I-N规则时用DIMENSION说明数组，也可在定义变量类型同时说明数组，说明格式为：数组名(下标下界,下标上界），也可省略下标下界，此时默认为1，例：DIMENSION IA(0:9),ND(80:99),W(3,2),NUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)REAL IA(10),ND(80:99)使用隐含DO循环进行数组输入输出操作：例如WRITE(*,10) ('I=',I,'A=',A(I),I=1,10,2)10FORMAT(1X,5(A2,I2,1X,A2,I4))2.5 使用DATA语句给数组赋初值变量表中可出现变量名,数组名,数组元素名,隐含DO循环，但不许出现任何形式的表达式：例如DATA A,B,C/-1.0,-1.0,-1.0/DATA A/-1.0/,B/-1.0/,C/-1.0/DATA A,B,C/3*-1.0/CHARACTER*6 CHN(10)DATA CHN/10*' '/INTEGER NUM(1000)DATA (NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/3 FORTRAN77程序书写规则程序中的变量名，不分大小写；变量名称是以字母开头再加上1到5位字母或数字构成，即变更名字串中只有前6位有效；一行只能写一个语句；程序的第一个语句固定为PROGRAM 程序名称字符串某行的第１个字符至第５个字符位为标号区，只能书写语句标号或空着或注释内容；某行的第１个字符为Ｃ或＊号时，则表示该行为注释行，其后面的内容为注释内容；某行的第６个字符位为非空格和非０字符时，则该行为上一行的续行，一个语句最多可有19个续行；某行的第７至７２字符位为语句区，语句区内可以任加空格以求美观；某行的第７３至８０字符位为注释区，８０字符位以后不能有内容。
fortran教程.ppt
N-S 图——结构化流程图 S=0
例2 用N-S图表示
N=1
S+1/N= S
N+1= N
直到N>100为止
打印 S 值
例1 用N-S图表示
N=0 T=0
输入 A A+T →T N+1 →N 直到N≥100 为止 打印 T
例3
L=1
N=1
S=1
SUM = 1
L+2 → L
-S → S
N+1 → N
SUM+S/L →SUM
（3）输入一个数给“收入变量”A
（4）将A和T的值相加，其和值放在变量T中 A+TT；
（5）使N的值加1，即N+1 N（N的值表示已累加数据的个数）
（6）若N﹤100，则返回（3）继续执行以后各步，否 则转到执行（7）
（7）打印出总和T的值
以上算法体现“迭代”的思想—计算机算法的最大特 点
例2 求 1
将高级语言程序（源程序）转换为机器语言程序（目标程序）
的工作由“编译程序”来完成。 编译
执行
高级语言程序
机器指令目标程序
计算结果
编译程序 （预先存如电脑）
裸机
用户源程序
操作系统
高级语言编译系统
计算机系统与操作系统关系示意图
§ 1-2 算法(Algorithm)与程序设计(Programming)
1. 近50年的丰富积累，资源不浪费，对原有程 序向下兼容。而C语言与Matlab才20多年
2. FORTRAN书写和语法要求严格，更适合于 严谨的科学计算。而C对数组不提供越界检查， 容易出错，而且不容易查出
3. FORTRAN 90~95可以直接对矩阵和复数进行 运算。而C语言则要用多重循环
Fortran第12章
4、打开文件时的状态分类：老文件、新文件 老文件：打开文件时，文件已存在 新文件：打开文件时，文件不存在
注意：文件应先连接（即打开）或预连接 ，再读写
12.1.3 逻辑设备
1.特殊设备号：由系统预先定义 用设备号5定义键盘，设备号6定义显示器 *即可定义键盘又可定义显示器 注意：这些设备是预连接的，不需要打开就可以直接使用 2. 内部文件的设备号：不需要打开就可以直接使用
OPEN（2，FILE=‘A.DAT’，ACCESS=‘DIRECT’， FORM=FORMATTED’，RECL=12）
RECL：规定记录的统一长度 例：无格式顺序文件OPEN语句的最简形式 OPEN（2，FILE=‘A.DAT’, ‘FORM=UNFORMATTED’） 例：无格式直接文件OPEN语句的最简形式
=‘NO’：遇下一个输入语句不换行读取
WRITE的选项 IOSTST=IT IT为整型变量执，执行此语句时获得数 值，<0表遇到文件结束信息 >0 此操作发生错误 =0 执行成功 无此项，读写发生错误将报错，并停止运行 ADVANCE=‘YES’（默认值）：遇下一个输出语句换行 输出 =‘NO’：遇下一个输出语句不换行输出
例：无格式顺序文件OPEN语句的最简形式 OPEN（2，FILE=‘A.DAT’, FORM=‘UNFORMATTED’） 例：无格式直接文件OPEN语句的最简形式 OPEN(2, FILE=‘A.DAT’, ACCESS=‘DIRECT’, RECL=16)
2、 READ语句最简写法：
无格式顺序文件、直接文件的READ语句：与有格式的区别是 去掉格式说明这一项 顺序文件READ （设备号）输入表 直接文件READ （设备号,REC=记录号）输入表 例：READ（10）I，J READ（10，REC=3）I，J 3、 WRITE语句最简写法： 例：WRITE（10）I，J WRITE（10，REC=3）I，J
VisualFortran的界面设计及其三维图形绘制
参考文献 ［ １］ 邓巍巍， 王越男．Ｖｉｓｕａｌ Ｆｏｒｔｒａｎ 编程指南［ Ｍ］ ．北京： 人民邮电
对框架窗口和子窗口的设置： ！设置框架窗口和子窗口标题 ｉ４＝ＳｅｔＷｉｎｄｏｗＴｅｘｔ （ ＧｅｔＨｗｎｄＱＱ （ ＱＷＩＮ－ ￥ＦＲＡＭＥＷＩＮＤＯＷ） ， ＆ （ ＂ 使用菜单交互绘图 ＂Ｃ） ｉ４＝ＳｅｔＷｉｎｄｏｗＴｅｘｔ（ ＧｅｔＨｗｎｄＱＱ（０），＆！ 缺省子窗 口的单元号 ＂ 图形输出窗口 ＂Ｃ） ！将状态栏的状态提示由 ＂Ｒｕｎｎｉｎｇ＂ 改为 ＂ 运行 状态 ＂ Ｃａｌｌ ＳｅｔＭｅｓｓａｇｅＱＱ （ “ 运 行 状 态 ”， ＱＷＩＮ－ ￥ＭＳＧ＿ＲＵＮＮＩＮＧ）
பைடு நூலகம்
ｒｅｓｕｌｔ代表 Ｌｏｇｉｃａｌ 的函数返回结果。函数调用成 功， 返回．Ｔｒｕｅ．； 否则返回．Ｆａｌｓｅ．。
ｍｅｎｕＩＤ 为 Ｉｎｔｅｇｅｒ 参数， 标识包含插入菜单项的 菜单号。
ｆｌａｇｓ为 Ｉｎｔｅｇｅｒ 参数， 标识菜单项状态。 ｔｅｘｔ 为 Ｃｈａｒａｃｔｅｒ 参数， 规定菜单项名称。 ｒｏｕｔｉｎｅ为外部例程名， 代表选择菜单项时执行 的回调例程。 下例为 ＱｕｉｃｋＷｉｎ 的正余弦曲线 绘 制 程 序 中 的 第 三 组“ 绘 图 ”菜 单 ， 其 下 拉 菜 单 中 的 两 个 菜 单 项 “正弦”和“余弦”： ｉ４＝ＡｐｐｅｎｄＭｅｎｕＱＱ （３，￥ＭＥＮＵＥＮＡＢＬＥＤ，＇ 绘 图 （＆Ｐ）＇Ｃ，ＮＵＬ） ｉ４＝ＡｐｐｅｎｄＭｅｎｕＱＱ （３，￥ＭＥＮＵＥＮＡＢＬＥＤ，＇ 正 弦 （＆Ｓ）＇Ｃ，ＰｌｏｔＳｉｎ） ｉ４＝ＡｐｐｅｎｄＭｅｎｕＱＱ （３，￥ＭＥＮＵＥＮＡＢＬＥＤ，＇ 余 弦 （＆Ｃ）＇Ｃ，ＰｌｏｔＣｏｓ） 其中， ＰｌｏｔＳｉｎ 和 ＰｌｏｔＣｏｓ 是用户编写的用于绘制 正弦和余弦曲线的绘图过程。 １．２ 对话框 创建对话框有两个步骤： 指定对话框外观和它 包含的控件名称、属性； 编写通过识别和响应用户选 择来激活这些控件的应用程序。 要在程序中操作对话框及其控件， 需要引用对 话框模块（ ＤＦＬｏｇＭ） ， 并包含资源头文件（ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ． ＦＤ） ， 即 Ｕｓｅ ＤＦＬｏｇＭ Ｉｎｃｌｕｄｅ ＇Ｒｅｓｏｕｒｃｅ．ＦＤ＇ 操作对话框的大致步骤为： （ １） 调用 ＤｌｇＩｎｉｔ 例程初始化对话框类型， 并将
Fortran用户指南
Sun Microsystems, Inc.有关本文档的建议请发到：/hwdocs/feedback Fortran 用户指南Sun™ Studio 8部件号码 817-5802-10 2004 年 4 月，修订 A版权所有© 2004 Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara, California 95054, U.S.A. 保留所有权利。
美国政府权利―商业软件。
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使用本软件应遵守许可证条款。
此次分发可能包含由第三方开发的内容。
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UNIX 是在美国和其它国家（地区）的注册商标，由 X/Open Company, Ltd. 独家授权。
Sun、Sun Microsystems、Sun 徽标、Java、JavaHelp 是 Sun Microsystems, Inc. 在美国和其它国家（地区）的商标或注册商标。
所有的 SPARC 商标均需获得授权才能使用，它们是 SPARC International, Inc. 在美国和其它国家（地区）的商标或注册商标。
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严禁将产品用于核、导弹、生化武器或核海事等最终目的或交给有此类企图的最终用户，无论是直接还是间接。
严禁将产品出口或再次出口到美国禁运的国家（地区）或美国出口排除列表中的实体，包括但不限于被拒绝的人员以及专门指定的公民列表。
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•视窗坐标 :实数坐标系 result = SETWINDOW (finvert, wx1, wy1, wx2, wy2) 其中，finvert为逻辑量，其值为真，则视窗的Y 轴与视口Y轴 相反，否则与视口坐标系相同。wx1、wy1、wx2、wy2均为 双精度实型，(wx1, wy1)和(wx2, wy2)分别定义视窗的左下角 和右上角，视窗原点由(wx1, wy1)和(wx2, wy2)的值所确定。 设置了视窗坐标系，就不再需要进行数据转换工作，可调用 绘图过程在子窗口中直接绘图。
其中(x, y) 为INTEGER(2)型，为视口坐标系中目标像素的坐标；(wx. wy) 为 REAL(8) 型，为视窗坐标系中目标像素的坐标。 3 例12.5 绘制曲线 y sin x 。
USE MSFLIB REAL(8) x, y PARAMETER(pi=3.141593) INTEGER(2) status REAL(8):: DZ = 4.5, XJG = 0.001D0 CALL SETVIEWPORT( 49, 49, 800-50, 600-50) DO x = 0, DZ, XJG ! 画函数曲线 y = sin(x)**3 status=SETPIXELRGB_W(x, y, #FFFFFF) END DO END
mask (1) mask (2) mask (3) mask (4) mask (5) mask (6) mask (7)
#08
#08 #08 #08 #08 #08 #08
五、基本图形函数
•画像素点 result = SETPIXELRGB (x, y, color) result = SETPIXELRGB_W (wx,wy, color)
三、图形坐标系
QuickWin坐标系均为左手坐标系。默认为像素坐标系,坐标值 为整数，从0开始计数，故分辨率为640×480的屏幕如下:
将坐标原点设置在物理坐标点(x，y) ： CALL SETVIEWORG (x, y, t) 其中(x, y)为新原点的物理坐标，t为XYCOORD 结构体类型的变量。 TYPE xycoord INTEGER(2) xcoord ! x坐标 INTEGER(2) ycoord ! y坐标 END TYPE xycoord
• 绘制形状 • 绘制直线 result = LINETO (x，y) result = LINETO_ W (wx，wy)
USE MSFLIB INTEGER(2) status TYPE (xycoord) xy status=SETCOLORRGB(#FFFFFF) CALL MOVETO(INT2(80), INT2(50), xy) status = LINETO(INT2(240), INT2(150)) CALL SETLINESTYLE (#FF00) status = LINETO(INT2(240), INT2(50)) READ (*,*) ! 按回车键结束程序 END
六、图形字符操作
1．初始化字型 numfonts = INITIALIZEFONTS( ) 2．设置字型 从已注册的字形集中确定一种字形作 为当前字形。 result = SETFONT( options ) 其中，result为INTEGER(2)型，如果 函数执行成功，返回字型的索引号， 否则返回负整数。当前字形特征（如 字体、字符的高和宽等）由options指 定，其取值及意义如表所示。 取值 ‘t’ ‘fontnam e’ hx wy f p e 意义
•填充样式
填充样式（FillMask）是横线、竖线和斜线等按一定规律重复出现而形 成的图案，是构成填充部分的基本图元。
CALL SETFILLMASK (mask)
其中mask为INTEGER(1)型的有8个元素的一维数组，数组元素中的每 一位2进制代表填充元中的一个像素，值为1表示该像素点填充颜色，值 为0表示该像素点不填充颜色；第n个数组元素对应填充元的第n行。如 左表中所示的填充元为虚线，右表中所示的填充元为细实线。
2.窗口操作
(1) 打开子窗口 OPEN（UNIT = n, FILE = ‘USER’, TITLE = wname, IOFOCUS = status） (2) 激活窗口 result = SETACTIVEQQ(unit) (3) 控制窗口的大小和位置 result = SETWSIZEQQ(unit, winfo) winfo为结构体QWINFO类型。结构体QWINFO包含窗口的位置和大小信 息，它在模块MSFLIB.MOD中的定义为： • QWIN$MIN TYPE QWINFO • INTEGER(2) TYPE ! 窗口类型 QWIN$MAX INTEGER(2) X ! 左上角的X轴坐标 INTEGER(2) Y ! 左上角的Y轴坐标 INTEGER(2) H ! 窗口的高度 INTEGER(2) W ! 窗口的宽度 END TYPE QWINFO
位 元 素 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 值 （十六进制） #18 #18 #00 #18 #18 #00 #18 #18 mask (8) 0 0 0 0 1 0 0 0 #08
• 区域填充 使用当前图形色和填充样式填充一个由特定边界颜色定义 的有界封闭区域 result =FLOODFILLRGB (x, y, color)
result = FLOODFILLRGB_ W (wx, wy, color) 如果起点位于图形内部，则图形内部区域被填充；如果起 点位于图形外部，则背景将被填充。
7
6
5
4
3
21Leabharlann 0位 元 素7 0 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0 0
3 1 1 1 1 1 1 1
2 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
值 （十六进制）
mask (1) mask (2) mask (3) mask (4) mask (5) mask (6) mask (7) mask (8)
第十二章 FORTRAN图形操作
绘图基础 QuickWin窗口的创建 图形坐标系 图形属性 基本图形函数 图形字符操作
一、QuickWin绘图基础
QuickWin支持以像素为基础的图形，其图形库包括了一 套完整的图形函数集。 1．QuickWin图形库 • MSFLIB.F90:绘图子程序的定义及接口 • MSFLIB.MOD:图形过程符号常量说明以及与绘图过程 相关的结构体的定义 2. QuickWin应用程序的创建
例4 设置绘图窗口为白色，用PRINT语句输出兰色文字，用OUTGTE XT函数输出红色字符。 USE MSFLIB INTEGER(4) RESULT TYPE(XYCOORD) XY RESULT = SETBKCOLORRGB(#FFFFFF) 要使设置的背景色发生作用， 须使用CLEARSCREEN函数 CALL CLEARSCREEN ($GCLEARSCREEN) RESULT = SETTEXTCOLORRGB(#FF0000) 清空目标区域， PRINT *, "This is blue" RESULT = SETCOLORRGB(#0000FF) CALL MOVETO(20,20,XY) CALL OUTGTEXT("This is red") END
•线型 线型（LineStyle）是点、横线和空格等按一定规律重复出现而形成的图 案，是构成直线条的基本图元。 CALL SETLINESTYLE (mask) mask是一个16位二进制数，其中每位对应线型图元的一个像素。若位值 为零，则像素保持当前背景色；若位值为1，则像素被置为当前前景色。 缺省线型模式是#FFFF(实线)。如表所示，#FF00表示长虚线型，#F0F 0表示短虚线型，缺省为实线（#FFFF）。
位 mask # FF00 # F0F0 # FFFF 15 1 1 1 14 1 1 1 13 1 1 1 12 1 1 1 11 1 0 1 10 1 0 1 9 1 0 1 8 1 0 1 7 0 1 1 6 0 1 1 5 0 1 1 4 0 1 1 3 0 0 1 2 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1
• 绘制矩形
result = RECTANGLE (control, xl, yl, x2, y2) result = RECTANGLE_W(control, wxl, wyl, wx2, wy2) 说明： （1）result为INTEGER (2)型。如果绘图成功，则返回值不为 零；否则返回值为零。 （2）control为填充标志符，为INTEGER(2) 型，其值只有两 个，即： $GBORER——表示用当前图形色和当前线型绘制矩形框。 $GFILLNTEROR——表示用当前图形色和当前填充样式绘制矩 形。
• 绘制椭圆 result = ELLIPSE (control, xl, yl, x2, y2) result = ELLIPSE_W (control, wxl, wyl, wx2, wy2)
(xl, yl)、(wxl, wyl)为视口坐标系中椭圆外接矩形框左上角的坐标 (x2, y2)、( wx2, wy2)为视口坐标系中椭圆外接矩形框右下角的坐标 使外接矩形为正方形即可画圆。
二、QuickWin窗口的创建
1.设置图形模式
RESULT = SETWINDOWCONFIG(WC)
RESULT为LOGICAL型变量，若调用成功，返回值为.TRUE.，否则为.FALSE.。WC为WIN DOWCONFIG结构体类型变量。 TYPE WINDOWCONFIG INTEGER(2) NUMXPIXELS ! X轴的像素个数 INTEGER(2) NUMYPIXELS ! Y轴的像素个数 INTEGER(2) NUMTEXTCOLS ! 最大文本列数 INTEGER(2) NUMTEXTROWS ! 最大文本行数 INTEGER(2) NUMCOLORS ! 颜色索引数 INTEGER(4) FONTSIZE ! 缺省的字体大小。 CHARACTER(80) TITLE ! 窗口标题 …… END TYPE WINDOWCONFIG