Fortran基础教程

注意几点： ⑴函数自变量（参数）必须用括号括起来。 例：sinx+cosx → sin(x)+cos(x) ⑵函数自变量可以是常量、变量或表达式。 例： exp(3.0) sin (x+cos(x)) ⑶有些函数的类型是由自变量的类型确定的。 例：mod(8.0,3.0) →2.0 mod(8,3) →2 ⑷三角函数的角度单位是“弧度”而不是“度”。 ⑸函数名分为“通用名”和“专用名” 内部函数名一般用“通用名”。
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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：
x1, 2 b b 4ac 2a
2
• （这里，a=1，b=3，c=-5.6）
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3.2 简单的Fortran程序分析
编程如下：
x1, 2
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3.8 Fortran算术表达式
Fortran77提供了四种表达式：
（ 1～5 位无符号整数；第1列为“*”或“c‖时，为注释 行）
⑶第6列：续行标志区
（非空格或非零字符；最多19个续行）
⑷7～72列：语句区
（书写语句；一行只能写一条语句）
⑸73～80列：语句注释区
（一般作编号注释）
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3.4 Fortran程序的编辑与运行
Fortran PowerStation 4.0集成开发环境 简 介
注：在程序中用到的变量都必须要有确定的值。
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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1～5个字母或数字。 例： x，m1，total，k123，…
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3.6 变
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3.5 常
量
⑸下列形式为不合法的指数形式： ①单独的小数点和单独的指数部分。
例：.E5， E10 × ②指数部分只能是整数，不能带小数点。 例：8E0.5， 12.3E1.5
×
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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 4.5 x=8.0 x 8.0
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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 “I～N规则”
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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： 函数名（自变量）
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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： ⑴整型常量（Integer） ⑵实型常量（Real） ⑶双精度常量（Double precision） ⑷复型常量（Complex） ⑸逻辑型常量（Logical） ⑹字符型常量（Character）
⑵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）
⑶语句前可不设标号，也可根据需要设标号。
⑷各类语句在程序单位中的位置有一定规则。
⑸程序必须按规定格式书写。
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3.3 Fortran源程序的书写格式
Fortran77源程序必须按以下格式书写： ⑴每行只能在80列内书写，并把80列分为4个区。 ⑵1～5列：标号区
⑵同一个数值可用不同的指数形式表示。 例： 0.876→8.76E-1→87.6E-2→876E-3 ⑶计算机在输出时，按标准化指数形式输出。 例：0.28→2.800000E-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。 ⑷在微机中，一般用四个字节存放一个实数，其取值 范围为：10-75～1075。超出此范围时为“溢出”错 误。
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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： ①在（16位）微机中，整数的取值范围为： -215～215-1（-32768～32767） ②在（32位）微机中，整数的取值范围为： -231～231-1（-2147483648～2147483647 ）
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3.4 Fortran程序的编辑与运行
一、Fortran PowerStation 4.0的启动 选“开始”→“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。
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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 Worksp夹中的项目文件。
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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）
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子程序： c subprogram function k(n) k=1 i=2 5 if (i.le.n) then k=k*i i=i+1 goto 5 endif return end
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3.2 简单的Fortran程序分析
Fortran程序的基本结构：
⑴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。
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3.6 变
量
如： Integer abc，xyz real imax，k3 logical a1，kpz ⒊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)
量
注意几点： ⑴变量名不区分大小写字母。 例：TOTAL，Total，total 代表同一变量 ⑵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 ⑶变量名尽量做到“见名知义” AVER、SUM、Imax ⑷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
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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Fortran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。
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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Ⅵ
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3.7 Fortran内部函数
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。
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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Fortran语言； • 1957年第一个Fortran程序在IBM704机上运行； • 1958和1962年先后推出FortranⅡ和FortranⅣ； • 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
普通高校计算机基础教学课程
Fortran语言
（Fortran77结构化程序设计）
说明
• 第一章 算法（略） • 第二章 计算机和计算机程序（略）
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第三章 Fortran语言程序设计初步
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3.1 Fortran语言的发展概况