Fortran程序設(shè)計(jì)初步PPT課件

1、1/116本本 章章 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容3.1 FORTRAN3.1 FORTRAN語(yǔ)言發(fā)展概況語(yǔ)言發(fā)展概況3.2 3.2 簡(jiǎn)單程序分析簡(jiǎn)單程序分析3.3 Fortran3.3 Fortran書(shū)寫(xiě)格式書(shū)寫(xiě)格式3.4 Fortran 3.4 Fortran 源程序輸入方式源程序輸入方式3.5 3.5 常量常量3.6 3.6 變量變量3.7 FORTRAN3.7 FORTRAN內(nèi)部函數(shù)內(nèi)部函數(shù)3.8 FORTRAN3.8 FORTRAN算術(shù)表達(dá)式算術(shù)表達(dá)式3.9 3.9 賦值語(yǔ)句賦值語(yǔ)句3.10 3.10 簡(jiǎn)單的輸出語(yǔ)句簡(jiǎn)單的輸出語(yǔ)句3.11 3.11 簡(jiǎn)單的輸入語(yǔ)句簡(jiǎn)單的輸入語(yǔ)句3.12 3

2、.12 參數(shù)語(yǔ)句參數(shù)語(yǔ)句3.13 END 3.13 END 、 STOP STOP 、 PAUSE PAUSE 語(yǔ)句語(yǔ)句3.14 3.14 程序舉例程序舉例FORTRAN語(yǔ)言基礎(chǔ)第1頁(yè)/共139頁(yè)2/1163.1 FORTRAN語(yǔ)言發(fā)展概況 FORTRAN-Formula Translation (公式翻譯) 是世界上第一個(gè)被正式推廣使用的高級(jí)語(yǔ)言( (于于1954年提出; 1956年正式使用) ) Fortran是數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域里使用的主要語(yǔ)言； 發(fā)展( (有代表性的幾個(gè)版本) )：Fortran 1958Fortran 1962 ( (Fortran 66) )Fortran 77 1978

3、 Fortran 90 1990早期的版本不是早期的版本不是結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言, ,沒(méi)沒(méi)有直接實(shí)現(xiàn)三種有直接實(shí)現(xiàn)三種基本結(jié)構(gòu)的語(yǔ)句基本結(jié)構(gòu)的語(yǔ)句( (使用使用gotogoto實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)特定操作特定操作).F77).F77才在才在F66F66作了大作了大幅度的修改幅度的修改. . FORTRAN的特點(diǎn)第2頁(yè)/共139頁(yè)3/1163.1 FORTRAN語(yǔ)言發(fā)展概況 1958 FORTRAN 1962 FORTRAN 1978 FORTRAN77 1991 FORTRAN90 1997 FORTRAN95FORRAN95FORRAN95不象不象FORTRAN90FORTRAN90在在FORTRAN7

4、7FORTRAN77的基礎(chǔ)上添的基礎(chǔ)上添加了很多內(nèi)容，加了很多內(nèi)容，F(xiàn)OR95FOR95只只能視為能視為FOR90FOR90的修正版，的修正版，加強(qiáng)了并行運(yùn)算方面的加強(qiáng)了并行運(yùn)算方面的支持功能支持功能. .NEXT第3頁(yè)/共139頁(yè)4/1163.2 簡(jiǎn)單程序分析 10 20 30 40 50 60 70 8001234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789C CALCULATE THE AVERAGE OF THREE NUMBERSx=90.5y=87.0z=68.5AVER=(x

5、+y+z)/3.0print * * ,the three numbers are , x , y , zprnt * * , average=, averendVoid main() float x,y,z;x=90.5;y=87.0;z=68.5;Aver=(x+y+z)/3Printf(“%f%f%fn”,x,y,z);Printf(”%f”,Aver);第4頁(yè)/共139頁(yè)5/116第5頁(yè)/共139頁(yè)6/116第6頁(yè)/共139頁(yè)7/1163.2 簡(jiǎn)單程序分析 10 20 30 40 50 60 70 80012345678901234567890123456789012345678901

6、23456789012345678901234567890123456789C MAIN PROGRAMPROGRAM EX2print * * ,R , 1.0,C=, C( (1.0) ) print * * ,R , 1.5,C=, C( (1.5) )print * * ,R , 3.0,C=, C( (3.0) )print * * ,R , 12.5,C=, C( (12.5) )end01234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789C SUBPROGRAMFUNCTIO

7、N C( (R) )pi=3.1415926C=2 * * pi * * Rreturnend例如：將此文件保存為:li3.for如保存此文件:li3_1.for分別將兩個(gè)文件編譯再build li3.EXE 即可運(yùn)行第7頁(yè)/共139頁(yè)8/116從上例可以看出計(jì)算機(jī)程序的組成：?jiǎn)挝欢x部分單位定義部分( (主、子程序主、子程序) )說(shuō)明部分說(shuō)明部分輸入部分輸入部分計(jì)算或處理部分計(jì)算或處理部分輸出部分輸出部分ENDEND結(jié)束結(jié)束第8頁(yè)/共139頁(yè)9/116從上例可以看出計(jì)算機(jī)程序的組成: 程序單位：具有以上各部分組成的程序稱(chēng)為一個(gè)程序單位，可以單獨(dú)編譯，也可以一起編譯。程序單位：具有以上各部分組

8、成的程序稱(chēng)為一個(gè)程序單位，可以單獨(dú)編譯，也可以一起編譯。 在在C中，程序的組成是由若干個(gè)函數(shù)組成。中，程序的組成是由若干個(gè)函數(shù)組成。第9頁(yè)/共139頁(yè)10/116使用Compaq Visual Fortran 6(或 Microsoft Fortran Powerstation4.0)建立程序與執(zhí)行過(guò)程如下:1)1)首先在首先在D D盤(pán)中建立文件夾盤(pán)中建立文件夾, ,如：如： For_testFor_test2)2)進(jìn)入進(jìn)入FortranFortran啟動(dòng)程序啟動(dòng)程序(Developer Studio);(Developer Studio); 3)3)“文件文件” “新建新建” “FILEFI

9、LE” “Fortran Fixed Format Source FileFortran Fixed Format Source File”在在Location: For_test Location: For_test OKOK4)4)進(jìn)入編輯狀態(tài)進(jìn)入編輯狀態(tài)輸入源文件輸入源文件保存文件保存文件1 15)5)重復(fù)步驟重復(fù)步驟3 3建立文件建立文件2 26)6)打開(kāi)文件打開(kāi)文件1 1編譯編譯; ; 打開(kāi)文件打開(kāi)文件2 2編譯編譯; ;7)Build 7)Build * *.Exe .Exe 文件文件運(yùn)行運(yùn)行! !第10頁(yè)/共139頁(yè)11/116單獨(dú)運(yùn)行* *.EXE文件1)運(yùn)行CMDD:2)可以

10、刪除原文件以及目標(biāo)文件等;3)直接運(yùn)行*.EXE程序.第11頁(yè)/共139頁(yè)12/116Fortran 語(yǔ)言的基本特點(diǎn)1)1)一個(gè)程序由一個(gè)或若干個(gè)程序單位組成一個(gè)程序由一個(gè)或若干個(gè)程序單位組成; ;2)2)每一個(gè)程序單位都是以每一個(gè)程序單位都是以“ENDEND”作為結(jié)束作為結(jié)束; ;3)3)一個(gè)程序單位包括若干行一個(gè)程序單位包括若干行: :(1)語(yǔ)句行執(zhí)行語(yǔ)句（使計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生某些操作）非執(zhí)行語(yǔ)句（如類(lèi)型說(shuō)明語(yǔ)句、數(shù)據(jù)語(yǔ)句）(2)非語(yǔ)句行(注釋行)盡管不執(zhí)行，但在打印清單時(shí)是要打印出來(lái)的4 4）FortranFortran語(yǔ)句可以沒(méi)有標(biāo)號(hào)，但也可以有標(biāo)語(yǔ)句可以沒(méi)有標(biāo)號(hào)，但也可以有標(biāo)號(hào)；號(hào)；

11、5 5）一個(gè)程序單位中各類(lèi)語(yǔ)句位置是有一定規(guī)定）一個(gè)程序單位中各類(lèi)語(yǔ)句位置是有一定規(guī)定的的; ;6 6）FortranFortran源程序必須按一定的格式書(shū)寫(xiě)。源程序必須按一定的格式書(shū)寫(xiě)。!第12頁(yè)/共139頁(yè)13/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第13頁(yè)/共139頁(yè)14/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝運(yùn)行安裝程序第14頁(yè)/共139頁(yè)15/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝選擇安裝第15頁(yè)/共139頁(yè)16/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第16頁(yè)/共139頁(yè)17/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第17頁(yè)/共139頁(yè)18/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第18頁(yè)/共139頁(yè)19/11

12、6FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第19頁(yè)/共139頁(yè)20/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第20頁(yè)/共139頁(yè)21/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第21頁(yè)/共139頁(yè)22/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第22頁(yè)/共139頁(yè)23/116FORTRAN編譯系統(tǒng)的安裝第23頁(yè)/共139頁(yè)24/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行第24頁(yè)/共139頁(yè)25/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行第25頁(yè)/共139頁(yè)26/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行第26頁(yè)/共139頁(yè)27/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行第27頁(yè)/共139頁(yè)28/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行第28頁(yè)/共139頁(yè)

13、29/116FORTRAN編譯系統(tǒng)建立源文件第29頁(yè)/共139頁(yè)30/116FORTRAN編譯系統(tǒng)保存源文件第30頁(yè)/共139頁(yè)31/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始編譯第31頁(yè)/共139頁(yè)32/116FORTRAN編譯系統(tǒng)編譯第32頁(yè)/共139頁(yè)33/116FORTRAN編譯系統(tǒng)連接裝配第33頁(yè)/共139頁(yè)34/116FORTRAN編譯系統(tǒng)連接裝配第34頁(yè)/共139頁(yè)35/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行第35頁(yè)/共139頁(yè)36/116FORTRAN編譯系統(tǒng)顯示結(jié)果第36頁(yè)/共139頁(yè)37/116FORTRAN編譯系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行 FORTRAN90編譯系統(tǒng)界面簡(jiǎn)介 FORTRAN90編譯系

14、統(tǒng)操作步驟 FORTRAN90編譯系統(tǒng)基本設(shè)置等GO第37頁(yè)/共139頁(yè)38/116FORTRAN程序舉例Exa3_1.for (P46)Exa3_2main.for(P47)Exa3_2sub.for(P47)（通過(guò)實(shí)際運(yùn)行來(lái)演示）第38頁(yè)/共139頁(yè)39/116FORTRAN編譯系統(tǒng)( (FORTRAN子集) )第39頁(yè)/共139頁(yè)40/116FORTRAN編譯系統(tǒng)(FORTRAN子集)第40頁(yè)/共139頁(yè)41/116關(guān)于F77shell的文件建立與編譯: 在在DOSDOS環(huán)境下環(huán)境下: : 建立文件建立文件; ; 保存文件于當(dāng)前文件夾保存文件于當(dāng)前文件夾( (編譯文件夾編譯文件夾););

15、 編譯編譯: FOR1: FOR1 運(yùn)行運(yùn)行: PAS2: PAS2 建立連接建立連接: LINK: LINK 運(yùn)行可執(zhí)行文件運(yùn)行可執(zhí)行文件: : 文件名文件名第41頁(yè)/共139頁(yè)42/1163.3 Fortran書(shū)寫(xiě)格式Fortran程序代碼的編寫(xiě)格式有兩種： Fixed Format（固定格式）本教材采用擴(kuò)展名：.F或.FOR Free Format（自由格式4.0版本以上）擴(kuò)展名：.F90第42頁(yè)/共139頁(yè)43/1163.3 Fortran書(shū)寫(xiě)格式Fortran一行80列，分為四個(gè)區(qū)域:1)1)標(biāo)號(hào)區(qū)（標(biāo)號(hào)區(qū)（1 1 5 5列）列）：15位無(wú)符號(hào)的整數(shù)，中間空格不起作用（100、 10

16、0、1 0 0是相同的）沒(méi)有大小順序。標(biāo)號(hào)區(qū)第一列必須是空格、數(shù)字、C、*（F90:可以是任何英文字符和!作為行注釋?zhuān)?)2)續(xù)行標(biāo)志區(qū)（第續(xù)行標(biāo)志區(qū)（第6 6列）列）非空格或非0的字符：作為上一行的繼續(xù)行3)3)語(yǔ)句區(qū)（第語(yǔ)句區(qū)（第7 7 7272列）列）一行只寫(xiě)一條語(yǔ)句,空格被忽略（s in ( x) 有效）4)4)注釋區(qū)（第注釋區(qū)（第7373 8080列）列）：不是語(yǔ)句的部分，除打印清單外，編譯系統(tǒng)不予處理第43頁(yè)/共139頁(yè)44/1163.3 Fortran書(shū)寫(xiě)格式 Fixed Format（固定格式）第第1個(gè)字符個(gè)字符當(dāng)為字母當(dāng)為字母c、C或或*，這一行文本會(huì)當(dāng)成說(shuō)明，這一行文本會(huì)當(dāng)

17、成說(shuō)明或批注，不會(huì)被編譯?；蚺?，不會(huì)被編譯。第第15個(gè)字符個(gè)字符當(dāng)為數(shù)字，就是用來(lái)給這一行程序代碼取當(dāng)為數(shù)字，就是用來(lái)給這一行程序代碼取個(gè)代號(hào)，不然只能是空格。個(gè)代號(hào)，不然只能是空格。第第6個(gè)字符個(gè)字符如果是非如果是非0非空的任何字符，表示這一行程非空的任何字符，表示這一行程序會(huì)接續(xù)上一行。序會(huì)接續(xù)上一行。第第772個(gè)字符個(gè)字符Fortran程序代碼的編寫(xiě)區(qū)域。程序代碼的編寫(xiě)區(qū)域。第第7380個(gè)字個(gè)字符以后符以后不使用這些列，語(yǔ)句超過(guò)該列的部分會(huì)被不使用這些列，語(yǔ)句超過(guò)該列的部分會(huì)被忽略，有的編譯器會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信息。忽略，有的編譯器會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信息。第44頁(yè)/共139頁(yè)45/1163.3 For

18、tran書(shū)寫(xiě)格式(For FORTRAN90) Free Format（自由格式） 基本上允許非常自由的編寫(xiě)格式，它沒(méi)有規(guī)定每一行的第幾個(gè)字符有什么作用，但要注意：1.！感嘆號(hào)后面的文本都是注釋?zhuān)ㄐ袃?nèi)也一樣）2.每行可以編寫(xiě)132個(gè)字符。3.行號(hào)放在每行程序的最前面。4.一行程序代碼的最后如果是符號(hào)&，代表下一行程序會(huì)和這一行連接。如果一行程序代碼的開(kāi)頭是符號(hào)&，代表它會(huì)和上一行程序連接。5.程序命令之間的空格，無(wú)意義。第45頁(yè)/共139頁(yè)46/1163.3 Fortran書(shū)寫(xiě)格式(For FORTRAN90) ！Free Format program main write(*

19、 *,* *)”Hello” !這也是注釋 write(* *,* *)& ”Hello” wri& &te(* *,* *)”Hello” end第46頁(yè)/共139頁(yè)47/116第47頁(yè)/共139頁(yè)48/116FORTRAN77字符集：編寫(xiě)編寫(xiě)Fortran77Fortran77程序時(shí)，所能使用的所有字符及程序時(shí)，所能使用的所有字符及符號(hào)就是符號(hào)就是F77F77的字符集：的字符集： A AZ Z（a az z）程序中不區(qū)分大小寫(xiě)）程序中不區(qū)分大小寫(xiě) 2626個(gè)個(gè) 0 09 9 1010個(gè)個(gè) 空格空格 = + - = + - * * / / （ ） ，：，：. $ .

20、$ 2222個(gè)個(gè) _(_(下劃線下劃線) )、！、！、”、% %、& &、；、；、 、 Files Insert-Files into Project into Project 會(huì)自動(dòng)形成會(huì)自動(dòng)形成* *.f90.f90或或* *.for.for的文件。的文件。第129頁(yè)/共139頁(yè)130/1165 5、輸入文件內(nèi)容、存盤(pán)（文件菜等）、輸入文件內(nèi)容、存盤(pán)（文件菜等） 注意自由格式和固定格式輸入的區(qū)別。注意自由格式和固定格式輸入的區(qū)別。6 6、 BuildBuildCompileCompile： 編譯編譯 BuildBuildBuildBuild： 連接連接 BuildBuildExetuceExetuce： 運(yùn)行運(yùn)行重復(fù)重復(fù)3 3 6 6進(jìn)行第二個(gè)源程序進(jìn)行第二個(gè)源程序（注意一個(gè)項(xiàng)目中只能含有注意一個(gè)項(xiàng)目中只能含有1 1個(gè)主程序文件，不能個(gè)主程序文件，不能將兩個(gè)獨(dú)立的程序文件放入同一個(gè)項(xiàng)目中，否則會(huì)將兩個(gè)獨(dú)立的程序文件放入同一個(gè)項(xiàng)目