FORTRAN語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（課堂PPT）

1、.31.1 程序設(shè)計(jì)基本概念1.程序：計(jì)算機(jī)操作命令的集合。例：求x、y、z的平均值aver的程序。2.程序設(shè)計(jì)：編制程序(操作命令)的過(guò)程。 3.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言:書(shū)寫(xiě)程序所采用的某種專用語(yǔ)言。 高級(jí)語(yǔ)言：數(shù)學(xué)語(yǔ)言或自然語(yǔ)言。如：FORTRAN語(yǔ)言等 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的類型: 低級(jí)語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言。.41.2 程序設(shè)計(jì)方法和步驟1.2.1 程序設(shè)計(jì)方法 1.結(jié)構(gòu)化方法 （1）采用“自頂向下，逐步求精”的程序設(shè)計(jì)方法. （2）采用“單入口單出口”的控制結(jié)構(gòu). （3）三種基本程序結(jié)構(gòu)：順序、選擇和循環(huán). 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的特征： （a）模塊化:把一個(gè)較大的程序劃分為若干個(gè)子程序，每一個(gè)子程序獨(dú)立成

2、為一個(gè)模塊； （b）層次化:先設(shè)計(jì)第一層（即頂層）。然后步步深入，逐層細(xì)分，逐步求精，直到整個(gè)問(wèn)題可用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言明確地描述為止。 （c）逐步求精:是對(duì)一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題,從抽象到具體，最終編制出一個(gè)可執(zhí)行的程序。 2.面向?qū)ο蠓椒?詳見(jiàn)P5.51.2.2 程序設(shè)計(jì)步驟 1.分析問(wèn)題 2.建立數(shù)學(xué)模型 3.選擇算法 4.編寫(xiě)程序 5.調(diào)試運(yùn)行 6.分析結(jié)果 7.寫(xiě)出程序的文檔 .72.1 算法概述1.算法：計(jì)算機(jī)解題的方法和步驟.2.算法特征： （1）有窮性 一個(gè)算法必須總是在執(zhí)行有限步驟之后結(jié)束。 （2）確定性 算法中的每一個(gè)步驟應(yīng)當(dāng)是確定的，無(wú)二義性；相同的輸入只能得出相同的輸出。 （3）可行性

3、 算法中的每步驟都是有效地執(zhí)行。 （4）有零個(gè)或多個(gè)輸入 （5）有一個(gè)或多個(gè)輸出3.算法的分類： （1）數(shù)字運(yùn)算:用于求數(shù)值解,此類算法有現(xiàn)成的模型，運(yùn)用較成熟. （2）非數(shù)字運(yùn)算:用于非數(shù)據(jù)處理的一些事務(wù)性工作，此類算法面廣量大，要求各異，有一定難度.8 2.2 算法特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)特別適合做大量的重復(fù)性操作，如連續(xù)加、連續(xù)乘或者其他連續(xù)判斷或處理。計(jì)算機(jī)對(duì)于大量的重復(fù)性操作，并非一次性完成，而是每次按部就班，循環(huán)往復(fù)重復(fù)前一次的操作 ,即每次操作方法（即循環(huán)體）相同，但操作數(shù)據(jù)不同而已。 例如，求1，2，10的累加和，其程序如下： do i=1,10 !循環(huán)語(yǔ)句 s=s+i !循環(huán)體 endd

4、o 上述循環(huán)所要執(zhí)行的重復(fù)操作是： s=s+i (即循環(huán)體),但每一次循環(huán)時(shí)，循環(huán)體的操作數(shù)據(jù)s,i的值是不同的。.92.3 算法的表示方法（1）傳統(tǒng)流程圖 即用有向線段將描述算法步驟的各功能框連接起來(lái).如下圖所示： 圖(a)順序結(jié)構(gòu) 圖(b)選擇結(jié)構(gòu) AB條件PAB真假圖(c)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu) 圖(d)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)條件循環(huán)體循環(huán)體循環(huán)條件真假假真.10（2）N-S流程圖 它是一種去掉流程線的流程圖,稱為盒圖. N-S流程圖形式如下圖所示：AB圖(a)順序結(jié)構(gòu) 圖(b)選擇結(jié)構(gòu)圖(c)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu) 圖(d)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)當(dāng)執(zhí)行循環(huán)的條件成立循環(huán)體直到退出循環(huán)的條件成立循環(huán)體條件真假AB.12

5、 3.1 FORTRAN 語(yǔ)言概述1.何謂FORTRAN語(yǔ)言？ FORTRAN是英文“FORmula TRANslate”的縮寫(xiě),即中文的“公式翻譯器”之意。FORTRAN語(yǔ)言是一種用于科學(xué)計(jì)算的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。2.何謂FORTRAN源程序？ 用FORTRAN語(yǔ)言編制的程序，稱為FORTRAN源程序。 舉例:編制FORTRAN源程序ex02_01.f90,求x、y、z的平均值aver 。 PROGRAM ex02_01 READ *，x,y,z aver=（x+y+z）/3 PRINT *，aver END .133.2 FORTRAN程序的執(zhí)行過(guò)程 .143.3 FORTRAN語(yǔ)言的發(fā)展歷程（

6、1）1951年，John Backus在紐約首次提出FORTRAN語(yǔ)言 ，并于1954年對(duì)外發(fā)布，稱FORTRAN。 （2）1958年，擴(kuò)充和完善FORTRAN, 推出FORTRAN。 （3）1960年，推出FORTRAN ，但沒(méi)有在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 （4）1963年，推出了FORTRAN 。沒(méi)有充分考慮兼容性。 （5）1966年，推出FORTRAN 66美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，后被ISO采用。 （6）1978年，推出FORTRAN 77，兼容性好，結(jié)構(gòu)化特征。 （7）1991年，推出FORTRAN 90現(xiàn)代語(yǔ)言，可視化編程。 （8）1997年，公布FORTRAN 95標(biāo)準(zhǔn)，并行運(yùn)算的支持。 （9）1997年

7、，微軟和數(shù)據(jù)設(shè)備公司合作推出Digital Visual FORTRAN 5.0。 詳見(jiàn)教材：3.3 FORTRAN語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境.175.1 字符集 FORTRAN語(yǔ)言允許使用的字符集為： 英文字母英文字母A-Z A-Z 或或 a-za-z（即大、小寫(xiě)英文字母）阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9特殊符號(hào)特殊符號(hào)空格空格 = + - = + - * * / # / # ？ （ ） ，. : . : “ ! & ; $ _“ ! & ; $ _ 應(yīng)當(dāng)注意:在FORTRAN語(yǔ)言中，英文字母不區(qū)分大小寫(xiě)，在保留字、變量名和函數(shù)名中，大、小

8、寫(xiě)字母都是等價(jià)的，如REAL何real或Real是一樣的。.185.2 名稱及保留字5.2.1 名稱 作用：用來(lái)表示FORTRAN源程序中的變量、符號(hào)常量名、 數(shù)組、函數(shù)、過(guò)程等實(shí)體的名稱。 名稱的定義（即語(yǔ)法描述）：由英文字母開(kāi)頭的31個(gè)以內(nèi) 的字母、數(shù)字、下劃線（_）以及美元符字符序列組成。 例：NUMBER、x1、root_2、y$ _ab、5xy、x.y5.2.2 保留字 一個(gè)語(yǔ)句中的特定單詞，如PROGRAM、END、IF、ENDIF、 DO、ENDDO等，稱為語(yǔ)句保留字。 說(shuō)明： FORTRAN90程序中允許用保留字作為其它實(shí)體的名稱，但是一般不提倡。 .195.3 程序單元 一個(gè)

9、完整的FORTRAN程序，應(yīng)由以下程序單元構(gòu)成： 主程序單元 外部子程序單元1 PROGRAM MAIN SUBROUTINE SUB1（） 主程序體 子程序體 END PROGRAM END 其中主程序單元只能有1個(gè)，其它程序單元可以有0-n個(gè)。 程序單元的描述詳見(jiàn)第十章。 .205.4 語(yǔ)句的排列順序 一個(gè)程序單元中語(yǔ)句的排列順序如下： 非執(zhí)行語(yǔ)句 程序單元 可執(zhí)行語(yǔ)句例:編制FORTRAN源程序eex5_1.f90,求x、y、z的平均值aver 。 PROGRAM eex5_1 REAL x,y,z,aver READ *，x,y,z aver=（x+y+z）/3 PRINT *，ave

10、r END.215.5 程序的書(shū)寫(xiě)格式（1）固定格式：將一個(gè)語(yǔ)句行分為若干個(gè)區(qū)域，如下圖所示：（2）自由格式：一個(gè)語(yǔ)句的書(shū)寫(xiě)不受區(qū)域的限制。 FORTRAN90的源程序源程序格式采用自由格式書(shū)寫(xiě)，源程序源程序文件擴(kuò)展名為.f90。 例:詳見(jiàn)eex5_1.f90的源程序源程序格式及其擴(kuò)展名。.225.6 數(shù)據(jù)類型5.6.1 基本概念 1.內(nèi)部數(shù)據(jù)類型 FORTRAN語(yǔ)言將內(nèi)部數(shù)據(jù)劃分為以下類型： 整型 實(shí)型 算術(shù)型 數(shù)據(jù)類型 復(fù)型 邏輯型 字符型 2.種別 一個(gè)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中均占有一定字節(jié)個(gè)數(shù)的存儲(chǔ)單元。上述每類數(shù)據(jù)都有其不同的種別（即Kind）特性，即上述每類數(shù)據(jù)根據(jù)其種別特性（即Kind值）的

11、不同分別擁有不同字節(jié)個(gè)數(shù)的存儲(chǔ)單元。 3.數(shù)據(jù)對(duì)象 1）常量：程序運(yùn)行時(shí)，其值不能改變的量，稱為常量。如:5,3等等。 2）變量：程序運(yùn)行時(shí)，其值可以改變的量，如:變量a, a是一個(gè)存儲(chǔ)單元。 .235.6.2 常量 整型、實(shí)型、復(fù)型常量是一個(gè)代數(shù)值；邏輯型常量是一個(gè)邏輯值（.true.或.false.）；字符型常量是一個(gè)字符串。以上常量均以書(shū)寫(xiě)方式確定其類型。5.6.2.1 整型常量 整型常量表示普通代數(shù)中的整數(shù)。 十進(jìn)制整型常量的一般形式：n _Kind值 其中: 是該整型常量的符號(hào)。 n 是一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字(09)序列。 Kind值為：1、2、4、8之一。分別表示1、2、4、8個(gè)字節(jié)個(gè)數(shù)。

12、 FORTRAN 90/95標(biāo)準(zhǔn)中整型常量的范圍沒(méi)有明確規(guī)定。 例如：122、0、-36、559_2 均為合法的整型常量 100.0、100，000、100 0、1002 均為非法的整型常量 5.6.2.2 實(shí)型常量 實(shí)型常量表示普通代數(shù)中的小數(shù)或指數(shù)。 1.小數(shù)實(shí)型常量 一般形式：n .m 或n. 或.m 其中：n、m是十進(jìn)制數(shù)字序列。 n是整數(shù)值，m是小數(shù)值。 例： 12.0 、0.12 、12. 、.12.24 2.指數(shù)實(shí)型常量 一般形式：n .mEs 或n Es 其中：n、m是十進(jìn)制數(shù)字序列。 n是整數(shù)值，m是小數(shù)值。 Es是指數(shù)部分，表示10的幾次方。其中： E是指數(shù)符號(hào)，s是指數(shù)數(shù)

13、值，是指數(shù)數(shù)符。 例:指數(shù)實(shí)型常量：12E2 0.12E-2 2E5 1E-10 相應(yīng)代數(shù)值: 12x102 0.12x10-2 2x105 1x10-10 注意：?jiǎn)为?dú)的指數(shù)部分不能構(gòu)成一個(gè)實(shí)型常量。 例：E5 5.6.2.3 復(fù)型常量 表示普通代數(shù)中的復(fù)數(shù)。即： a bi（其中a是實(shí)部， b是虛部） 一般形式：（a，b） 例：（-3，5） ！表示復(fù)數(shù)：-3+5i （0，1） ！表示復(fù)數(shù)：i （2.4，-2.5E2） ！表示復(fù)數(shù)：2.4-2.5x102i.255.6.2.4 字符型常量 在程序中用以表示文字等非數(shù)值信息。 一般形式： 字符串 或 “字符串” 其中:字符串可以是字母、數(shù)字、漢字、

14、特殊符號(hào)。通常字符串中字 符的個(gè)數(shù)稱為字符長(zhǎng)度。 例： PRINT *，南京信息工程大學(xué) PRINT *，”a+b=”,ab說(shuō)明：1)引號(hào)( 或 “ ”）是字符串的分隔符，并非字符常量的一部分。 2)字符串中的空白符有意義，要計(jì)數(shù)的。例：“A B” ,其字符長(zhǎng)度是3。 3)當(dāng)字符長(zhǎng)度為0時(shí)，即為空串。 4)字符串內(nèi)的字母區(qū)分大小寫(xiě)，a和A是不同的字符常量。 5)如果字符串中含有單引號(hào)，則這個(gè)單引號(hào)要用兩個(gè)連續(xù)的單引號(hào)表示，如：Im a boy.?；蛘邌我?hào)和雙引號(hào)交替使用，如“Im a boy.”。 .265.6.2.5 邏輯型常量 在程序中用以表示某個(gè)條件（關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式）的判別結(jié)果

15、。 一般形式：. .TRUE. . 即為邏輯真（表示判別條件成立）。 . .FALSE. . 即為邏輯假（表示判別條件不成立）。 例：條件5 3的判別結(jié)果是. .TRUE. . ，表示判別條件5 3成立。 條件3 1的判別結(jié)果是. .FALSE. .，表示判別條件3 1不成立。 說(shuō)明： 1.邏輯常量?jī)H有兩個(gè)，.TRUE.（真）和.FALSE.（假）。注意：邏輯常量?jī)蓚?cè)的兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)不能省略。邏輯型常量是具有邏輯型數(shù)據(jù)類型的非數(shù)值數(shù)據(jù)，又稱為邏輯值或布爾值。 2.2.對(duì)于邏輯值.TRUE.，在其存儲(chǔ)單元字節(jié)內(nèi)每位為“1”，可視為整數(shù)值 -1；對(duì)于邏輯值.FALSE.，在其存儲(chǔ)單元字節(jié)內(nèi)每位為“0”

16、，可視為整數(shù)值0，它們均能參與整數(shù)運(yùn)算。如7+.FALSE.，結(jié)果仍為7。1+.TRUE.，結(jié)果則為0。 .275.6.2.6 符號(hào)常量 用一個(gè)符號(hào)所表示的常量值，稱為符號(hào)常量。例如，圓周率、重力加速度等。使用符號(hào)常量時(shí)，應(yīng)當(dāng)用參數(shù)語(yǔ)句（PARAMETER語(yǔ)句語(yǔ)句）對(duì)符號(hào)常量予以聲明。PROGRAM ex05_01IMPLICIT NONEREAL piPARAMETER(pi=3.1415926)!定義pi為符號(hào)常量3.1415926WRITE (*,*) sin(pi/6)END.28 變量是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。不同類型的變量存儲(chǔ)不同類型的數(shù)值。整型、實(shí)型、復(fù)型變量存儲(chǔ)一個(gè)（或一對(duì)）代數(shù)值，邏

17、輯型變量存儲(chǔ)一個(gè)邏輯值（.true.或.false.）,字符型變量存儲(chǔ)一個(gè)字符串。以上變量均以類型聲明確定其類型。5.6.3.1 變量的種別 變量的種別,是指一個(gè)變量由幾個(gè)字節(jié)組成。其種別值（即kind值）與常量相同。5.6.3.2 變量的類型 變量的類型均用類型說(shuō)明（或稱類型聲明）指定。其目的是通知編譯系統(tǒng)為變量分配存儲(chǔ)單元，以便存放程序中的數(shù)據(jù)。 顯式類型說(shuō)明 類型說(shuō)明方式 隱式類型說(shuō)明 .291.顯式類型說(shuō)明 由類型說(shuō)明（聲明）語(yǔ)句指明變量的類型。 類型說(shuō)明語(yǔ)句的一般形式： INTEGER(kind值) 變量名表 ！整型變量類型說(shuō)明語(yǔ)句 REAL(kind值) 變量名表 ！實(shí)型變量類型說(shuō)

18、明語(yǔ)句 COMPLEX(kind值) 變量名表 ！復(fù)型變量類型說(shuō)明語(yǔ)句 LOGICAL(kind值) 變量名表 ！邏輯型變量說(shuō)明語(yǔ)句 CHARACTER(kind值) 變量名表 ！字符型變量類型說(shuō)明語(yǔ)句其中： 1)變量名表：用逗號(hào)隔開(kāi)的一系列變量名。 例如： INTEGER(2) a,b,c !a,b,c為變量名表中的變量。2) INTEGER 、REAL , 等為類型說(shuō)明語(yǔ)句的保留字，稱為類型說(shuō)明符。 例如： INTEGER(2) a,b,c !INTEGER為類型說(shuō)明符。.303)（kind值）=n:為變量的種別值,用以說(shuō)明變量名表中的各變量由幾個(gè)字節(jié)組成。n為1、2、4、8之一。 a.整

19、型變量的不同種別值及其取值范圍，如下表所示： b.實(shí)型變量的不同種別值及其取值范圍，如下表所示：類型Kind值字節(jié)數(shù)取值范圍INTEGER(1)11-128127INTEGER(2)22-3276832767INTEGER(4)44-21474836482147483648INTEGER(8)88-92233720368547758089223372036854775808類型Kind值字節(jié)數(shù)取值范圍REAL(4)441.1754944E-383.4028235E+38 REAL(8)882.225073858507201E-3081.797693134862316E+308 DOUBLE P

20、RECISION82.225073858507201E-3081.797693134862316E+308c.復(fù)型變量的種別值分別為4或8，字節(jié)數(shù)為8或16.31d.字符型變量不同種別值的說(shuō)明方式，如下表所示：類型Kind值字節(jié)數(shù)CHARACTER11CHARACTER (n)nnCHARACTER len=nnnCHARACTER*nnne.e.邏輯型變量的不同種別值，如下表所示：類型Kind值字節(jié)數(shù)LOGICAL(1)11LOGICAL(2)22LOGICAL(4)44LOGICAL(8)88.324)kind值為可省略項(xiàng)。該項(xiàng)省略時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)采用由系統(tǒng)指定的缺省值。缺省值一般由編譯器確定

21、。但各類變量的種別初始缺省值如下： a.整型變量為4. b.實(shí)型變量為4. c.復(fù)型變量為8. d.字符型變量為1. e.邏輯型變量為4. 注意：當(dāng)一個(gè)整型、實(shí)型變量中所存儲(chǔ)的數(shù)值超過(guò)以上種別值取值范圍時(shí)，則出錯(cuò)！5)5)類型說(shuō)明語(yǔ)句中可以使用“:” 給變量名表中的變量賦初值。例:INTEGER: a=6,b=8 !說(shuō)明變量a,b為4字節(jié)整型的同時(shí)為其賦初值 REAL(4) : e=3.5 !e為4字節(jié)單精度實(shí)型變量且初值是3.5 REAL(kind=8) : h=2.6 !h為8字節(jié)雙精度實(shí)型變量且初值是2.6 LOGICAL :la=.true. !la是4字節(jié)邏輯型變量且初值是.true

22、. CHARACTER:c1=“a” !c1是1字節(jié)字符型變量且初值是字符“a” CHARACTER*4:c2=“南京” !c2是4字節(jié)字符型變量且初值是字符串“南京” CHARACTER*5:c3=“ ” !c3是5字節(jié)字符型變量且初值為空，即空串.332.隱式類型說(shuō)明1)隱含約定（即系統(tǒng)約定，簡(jiǎn)稱I-N規(guī)則）：程序中凡以字母I-N開(kāi)頭的變量名系統(tǒng)約定（即默認(rèn)）為整型變量，其余字母(A-H,O-Z)開(kāi)頭的變量名系統(tǒng)均約定為實(shí)型變量。 例： n1, m2, i1, j2 均被系統(tǒng)約定為整型變量 a1，b1，c2，d2 均被系統(tǒng)約定為實(shí)型變量 說(shuō)明: i)上述隱含約定僅對(duì)整、實(shí)型變量有效！ ii

23、)Fortran 90雖然支持隱含約定,但不提倡使用。為此,在程序的開(kāi)始用： NONE語(yǔ)句向系統(tǒng)聲明不使用隱含約定。2)隱含說(shuō)明語(yǔ)句（即人為約定）：按程序中變量名的首字符來(lái)確定變量的類型。 一般形式： 類型說(shuō)明符(字母1,，字母n） 或： NONE 例： REAL(i,k) ！程序中凡以i,k開(kāi)頭的變量均為實(shí)型變量。 INTEGER(n,t) ！程序中凡以n,t開(kāi)頭的變量均為整型變量。 NONE ！程序中取消隱含約定。.34類型說(shuō)明方式顯式類型說(shuō)明語(yǔ)句顯式類型說(shuō)明語(yǔ)句說(shuō)明說(shuō)明.355.7 表達(dá)式5.7.1 算術(shù)表達(dá)式 1. 作用：表示普通數(shù)學(xué)中的代數(shù)式。 2. 組成：由算術(shù)型運(yùn)算分量（如：算術(shù)

24、型常量，變量，函數(shù)）、算術(shù)運(yùn)算符以及圓括號(hào)按照通常的數(shù)學(xué)含義連接而成。 3.算術(shù)運(yùn)算符：、 、 * 、 / 、 * 表示： 加、 減 、 乘、 除、 乘方 4.算術(shù)運(yùn)算符的求值規(guī)則 1)優(yōu)先級(jí)： 高 * * 、/ 單目+、- 低 雙目+、 但括號(hào)可以改變優(yōu)先級(jí)。 2)結(jié)合規(guī)則 左結(jié)合:當(dāng)運(yùn)算分量?jī)蓚?cè)的運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)相同時(shí),運(yùn)算順序先左后右。結(jié)合方向 右結(jié)合:當(dāng)運(yùn)算分量?jī)蓚?cè)的運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)相同時(shí),運(yùn)算順序先右后左。 .36 FORTRAN90規(guī)定：*為右結(jié)合，+、-、*、/為左結(jié)合。例如：指出下列表達(dá)式的運(yùn)算次序。 (a (a * * b b * * * 2 8 2 8 * * c c * * d

25、) / ( - e + f d ) / ( - e + f * * * g g * * * 3 ) 3 ) （1） （3） （8） （6） （2） （4） （7） （5） （9） （10）.375.算術(shù)運(yùn)算的類型轉(zhuǎn)換 對(duì)于混合型（即指運(yùn)算分量的類型和kind值不同）的算術(shù)表達(dá)式，運(yùn)算時(shí)必須將兩個(gè)不同類型的運(yùn)算分量轉(zhuǎn)換成同一種類型才能運(yùn)算。類型轉(zhuǎn)換時(shí)既要考慮運(yùn)算分量的類型，同時(shí)還要考慮其kind值。 類型轉(zhuǎn)換原則： （1）同類型的運(yùn)算分量無(wú)需轉(zhuǎn)換，直接運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果仍保持原類型。 （2）不同類型的運(yùn)算分量，運(yùn)算前系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將它們轉(zhuǎn)換成同一類型后進(jìn)行運(yùn)算。轉(zhuǎn)換的方法是：將類型級(jí)別低的運(yùn)算分量向類

26、型級(jí)別高的運(yùn)算分量轉(zhuǎn)換（運(yùn)算分量的類型級(jí)別如下所示）。運(yùn)算結(jié)果的類型與類型級(jí)別高的運(yùn)算分量相同。 運(yùn)算分量的類型（含kind值）級(jí)別如下： 高 COMPLEX(8) COMPLEX(4) REAL(8) REAL(4) INTEGER(8) INTEGER(4) INTEGER(2) 低 INTEGER(1) .38例如：INTEGER(1) i,j INTEGER(2) k REAL(4) a i * k + j * a 上述表達(dá)式的運(yùn)算步驟及類型轉(zhuǎn)換如下：（1）將i轉(zhuǎn)換成2字節(jié)整型，即INTEGER(2)，執(zhí)行“ i * k ”的運(yùn)算， 運(yùn)算結(jié)果類型為2字節(jié)整型。（2）將j轉(zhuǎn)換成4字節(jié)實(shí)型

27、，即REAL(4) ，執(zhí)行“ j * a ”的運(yùn)算， 運(yùn)算結(jié)果類型為4字節(jié)實(shí)型。（3）將第（1）步的運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成4字節(jié)實(shí)型，即REAL(4) ， 執(zhí)行最終的加法的運(yùn)算，最終結(jié)果類型為4字節(jié)實(shí)型。.396.有關(guān)注意事項(xiàng) 1）兩表達(dá)式相乘，*號(hào)不能少。 2）兩表達(dá)式相除，分子和分母上的表達(dá)式要酌情加上括號(hào)。 例：（a+b）/（c-d） 3）分母不得為零，負(fù)數(shù)不能開(kāi)平方。 4）表達(dá)式中只能配對(duì)使用圓括號(hào)，不能使用“ ”和“ ” 5）整型量/整型量整商（舍去小數(shù)部分自動(dòng)取整） 例：1/2*g*t*2 =0 .405.7.2 關(guān)系表達(dá)式1. 作用：用以比較兩個(gè)算術(shù)表達(dá)式之間的大小等同關(guān)系。2. 一般形

28、式： 3. 關(guān)系運(yùn)算符： 、 、 = 、 = 、 /= 或:.LT.、.LE.、.GT. 、.GE. 、.EQ.、 .NE. 4. 結(jié)果： .TRUE. 若關(guān)系表達(dá)式（即所表示的條件）成立，結(jié)果為.TRUE.邏輯值 .FALSE. 若關(guān)系表達(dá)式（即所表示的條件）不成立，結(jié)果為.FALSE. 上述邏輯值其kind值為4. 例：1)3+45 ！3+4 5， 結(jié)果為.TRUE. 2)ab ！a b ， 若ab 結(jié)果為.TRUE.；否則為.FALSE. 3)abc ! a b c ， 則無(wú)法比較！ 邏輯值 代數(shù)值5.注意事項(xiàng)： 兩個(gè)實(shí)型量慎用關(guān)系相等”=”和關(guān)系不等”/=“的比較. 例:判別實(shí)型量a,

29、b是否相等,即a=b? 用:abs(a-b)34 ！判別結(jié)果為.FALSE. (4+5*2).LE.10 ！判別結(jié)果為.FALSE. (4.2,7.3).NE.(7.3,4.2) ！判別結(jié)果為.TRUE.425.7.3 邏輯表達(dá)式 1.作用： 用作較復(fù)雜的邏輯比較。如表示多個(gè)條件同時(shí)成立，或表示多個(gè)條件中只有一個(gè)條件成立即可，這種條件的表示方法，必須要用邏輯表達(dá)式。 例如: 1)a b .and. x y ！該邏輯表達(dá)式表示：ab 同時(shí) xy 2)x 0 .or. y 0 ！該邏輯式表示這兩個(gè)條件只要有一個(gè)成立即可.43 0 x1例：1) y= 1 -1=x0,y0(I) 2) xy= -1

30、x0,y0(III) 0 x*y=0 (II, ) 上述判別條件均較復(fù)雜，故引進(jìn)邏輯表達(dá)式比較。 2. 組成：由邏輯型量（如：邏輯型常量、變量、函數(shù)）、關(guān)系表達(dá)式 、邏輯運(yùn)算符以及圓括號(hào)連接而成。 3. 邏輯運(yùn)算符: .not.、.and.、 .or. 、.xor.、 .eqv. 、 .neqv. 表示：邏輯非、邏輯與、邏輯或、邏輯異或、邏輯相等、邏輯不等.y=10-11y=0y=0 xx*y0,y0 x0,y0 x*yc.and.d.or.e PRINT *,x=,x END.465.7.4 字符表達(dá)式5.7.4.1 字符合并表達(dá)式1.作用：將字符型量（如：字符型常量、變量、函數(shù)）予以合并。

31、2.組成：由字符型量（如：字符型常量、變量、函數(shù)）、字符運(yùn)算符（即字符連接符/）或子字符串（簡(jiǎn)稱子串）構(gòu)成。3.子串概念 子串是由字符串中的一部分相鄰字符組成，又稱子字符串。 子串的一般形式： 字符型變量名（子串的起始位置：子串的終止位置） 其中：若缺省子串起始位置，系統(tǒng)則默認(rèn)該值為1； 若缺省子串終止位置，系統(tǒng)則默認(rèn)該值為字符串的長(zhǎng)度值。 上述一般形式表示子串在字符串中的相對(duì)位置。 例： CHARACTER(19) string CHARACTER(10) substring string=This is a computer. substring= string（1:4） !子串為“Thi

32、s” substring= string（:7） !子串為“This is” substring= string（11:） !子串為“computer.“.474.字符串連接操作（即字符表達(dá)式） 字符串連接是由字符連接符/將若干個(gè)字符串連接起來(lái)的操作。 一般形式：字符型操作數(shù)1/字符型操作數(shù)2/字符型操作數(shù)n 例： CHARACTER(19) str1，str2*5，str3*3，str4*11 str2= This str3= is str4= a computer. str1=str2/ str3/ str4 ! str1的連接結(jié)果為 This is a computer.485.7.4.

33、2 字符關(guān)系表達(dá)式1. 作用：用以比較兩個(gè)字符表達(dá)式之間的大小等同關(guān)系。2. 一般形式： 3. 關(guān)系運(yùn)算符： 、 、 = 、 = 、 /= 或:.LT.、.LE.、.GT. 、.GE. 、.EQ.、 .NE. 4. 結(jié)果： .TRUE. 若關(guān)系表達(dá)式（即所表示的條件）成立，結(jié)果為.TRUE.邏輯值 .FALSE. 若關(guān)系表達(dá)式（即所表示的條件）不成立，結(jié)果為.FALSE.5.比較方法：依次比較兩個(gè)字符串（即字符表達(dá)式）中相同位置字符的ASCII碼值。 例如： 1）banana=apple ！由于”b“的ASCII為98，而“a”的ASCII為97，故比較結(jié) 果為.FALSE. 2）This i

34、s a pen.=This is a pencil. ！由于字符“.”的ASCII為46， 而“c”的ASCII為99，故比較結(jié)果為.TRUE.495.8 賦值語(yǔ)句 作用：給變量賦一個(gè)確定的值。5.8.1 賦值語(yǔ)句的類型 算術(shù)賦值語(yǔ)句 類型 字符賦值語(yǔ)句 邏輯賦值語(yǔ)句5.8.2 賦值語(yǔ)句的一般形式 其中：1）“”稱為賦值號(hào),意義為“左傳送 ”。 2）變量統(tǒng)稱為左部變量。 語(yǔ)意：將 右端表達(dá)式的值賦給同類型(算術(shù)型、字符型、邏輯型)的左部變量。 即：算術(shù)型變量算術(shù)表達(dá)式 !算術(shù)賦值語(yǔ)句 字符型變量字符表達(dá)式 !字符賦值語(yǔ)句 邏輯型變量邏輯表達(dá)式 !邏輯賦值語(yǔ)句.505.8.3 賦值語(yǔ)句舉例1.算

35、術(shù)賦值語(yǔ)句 賦值時(shí)類型轉(zhuǎn)換： 當(dāng)賦值號(hào)兩端的類型及其kind值一致，無(wú)需類型轉(zhuǎn)換,直接賦值;若賦值號(hào)兩端的類型及其kind值不一致,系統(tǒng)自動(dòng)把右端表達(dá)式之值的類型轉(zhuǎn)換成左部變量的類型。轉(zhuǎn)換規(guī)則如下： a）類型相同而kind值不同 右端表達(dá)式值的kind值j左部變量的kind值i,僅轉(zhuǎn)換i個(gè)低位字節(jié)值 例：INTEGER(1) :b=126 INTEGER(2) :a,c=56 INTEGER(4) :d=32771 a=b !a=126，ji,類型轉(zhuǎn)換后，賦值結(jié)果改變，即a值出錯(cuò)！ .51b）類型不同實(shí)型左部變量=整型右端表達(dá)式值，則將右端表達(dá)式值添加小數(shù)點(diǎn)后再賦值。整型左部變量=實(shí)型右端表達(dá)

36、式值，僅取右端表達(dá)式值的整數(shù)部分?jǐn)?shù)值賦值。例： INTEGER :a=23,c REAL : b=98.78,d d=a !d=23.0 ，將整型右端表達(dá)式值添加小數(shù)點(diǎn)后再賦值給d。 c=b !c=98 ，僅取實(shí)型右端表達(dá)式值的整數(shù)部分?jǐn)?shù)值賦值給c。 .522.字符賦值語(yǔ)句 當(dāng)字符型左部變量與字符型右端表達(dá)式的長(zhǎng)度不相等時(shí)，需進(jìn)行長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換。 例:1)CHARACTER*7 str1,str2 str1=student ! str1=student str2=He is a/student ! str2=He is a 2)CHARACTER*5 str1,str2*3 str1=is ! st

37、r1=is str2=china ! str2=chi3.邏輯賦值語(yǔ)句 例: LOGICAL L,L1,L2,L3,L4 REAL : A=3,B=5,C=2 L=.TRUE. !L的結(jié)果是一個(gè)邏輯常量.TRUE. L1=A.GT.B !L1的結(jié)果是關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果，即邏輯常量.FALSE. L2=B.GT.C !L2的結(jié)果是關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果，即邏輯常量.TRUE. L3=L1.AND.L2 !L3的結(jié)果是邏輯表達(dá)式的結(jié)果，即邏輯常量.FALSE. L4=L3 !L4的結(jié)果是邏輯變量的值.FALSE.53 1.作用：給變量或數(shù)組賦初值。 2.一般形式：DATA 變量名表1/初值表1/,變量名表

38、2/初值表2， 其中：變量名表中可以是變量名、數(shù)組名、數(shù)組元素，變量名表中的各變量間用逗號(hào)隔開(kāi)，初值表中只允許出現(xiàn)常量，不允許出現(xiàn)表達(dá)式。 例如：DATA a,b,i/3.0,-3.1,8/ ！給a,b分別賦初值3.0，-3.1；i賦初值8 3.說(shuō)明：（1）初值表中如果有幾個(gè)連續(xù)相同的常量可以簡(jiǎn)寫(xiě)為：n*常量 例如：DATA a,b,c,i,k/3*1.0,2*3/！給a,b,c均賦初值1.0;i,k均賦初值3（2）變量名表中的變量與初值表中的常量個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)相同，類型應(yīng)當(dāng)一致。 例如：DATA a,b,c,d/3.0,2*2.0/,i/3.0/ （3）若一個(gè)程序中有多個(gè)DATA語(yǔ)句給同一個(gè)變量賦

39、初值，則以最后一個(gè)DATA語(yǔ)句所賦的初值為準(zhǔn)。例如：DATA a,b,c,d/1.0,3.0,2*0.0/DATA x,y,c/4.0,2.0,7.5/其中變量c分別在兩個(gè)DATA語(yǔ)句中出現(xiàn)，并且賦的值不同，結(jié)果c的值應(yīng)為7.55.9 DATA語(yǔ)句.545.10 停與暫停語(yǔ)句 用以表示程序的停止運(yùn)行(END或STOP)或暫時(shí)中斷程序的運(yùn)行(PAUSE)。1.END語(yǔ)句 作用：1)表示一個(gè)程序段的結(jié)束，提示編譯程序該程序段編譯結(jié)束。 2)主程序中的END語(yǔ)句，表示程序運(yùn)行到此結(jié)束可以返回操作系統(tǒng)。 一般形式： END 說(shuō)明：END語(yǔ)句一般出現(xiàn)在一個(gè)程序段的最后。2.STOP語(yǔ)句 作用：表示隨時(shí)執(zhí)

40、行STOP語(yǔ)句停止程序運(yùn)行返回操作系統(tǒng)。 一般形式： STOP 字符串 其中：字符串用以表示STOP語(yǔ)句停止運(yùn)行時(shí)的標(biāo)記。 說(shuō)明：STOP語(yǔ)句可以出現(xiàn)在一個(gè)程序段的任何可執(zhí)行語(yǔ)句之處。3.PAUSE語(yǔ)句 作用：表示暫停程序的執(zhí)行，一般用于調(diào)試程序時(shí)給程序設(shè)置運(yùn)行斷點(diǎn)， 當(dāng)從鍵盤(pán)上鍵入任意鍵后，可使程序從剛暫停處（即中斷點(diǎn)）繼 續(xù)運(yùn)行。 一般形式： PAUSE 字符串 說(shuō)明：PAUSE語(yǔ)句可以出現(xiàn)在一個(gè)程序段的任何可執(zhí)行語(yǔ)句之處。.555.11 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù) 對(duì)于一些常用的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，編譯系統(tǒng)已定義好且存入函數(shù)庫(kù)， 只要在程序中采用“函數(shù)名(參數(shù))”的方式直接引用即可。 1.函數(shù)分類： 標(biāo)準(zhǔn)函數(shù) 函數(shù)

41、 語(yǔ)句函數(shù) 用戶自定義函數(shù) 外部函數(shù) 2.標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的引用方式： () 其中：1）：一個(gè)或用逗號(hào)隔開(kāi)的一系列參數(shù)名。 2）函數(shù)名、參數(shù)表中參數(shù)的類型及個(gè)數(shù)詳見(jiàn)附錄D常用庫(kù)函數(shù). 3.說(shuō)明 1）參數(shù)的個(gè)數(shù)必須與函數(shù)表中參數(shù)的個(gè)數(shù)一致。 2）參數(shù)類型和函數(shù)值類型（即函數(shù)類型），詳見(jiàn)附錄。 3）三角函數(shù)的參數(shù)均使用弧度：弧度角度*3.14159/180 4）參數(shù)可以是常量、變量、表達(dá)式，且允許函數(shù)的嵌套。 4.常用函數(shù) FORTRAN函數(shù)表詳見(jiàn)附錄D常用庫(kù)函數(shù)。.56（1）常用數(shù)值處理函數(shù)函數(shù)函數(shù)功能功能ABS(x)求x的絕對(duì)值|x|EXP(x)求指數(shù)函數(shù)exSIN(x)求正弦函數(shù)sin(x)，其中x的單位為弧度COS(x)求余弦函數(shù)cos(x)，其中x的單位為弧度ASIN(x)求反正弦函數(shù)arcsin(x)TAN(x)求正切函數(shù)tan(x)，其中x的單位為弧度ATAN(x)求反正切函數(shù)arctan(x)LOG(x)求自然對(duì)數(shù)ln(x)或logexLOG10(x)求常用對(duì)數(shù)log10(x)INT(x)取x的整數(shù)部分，不四舍五入MOD(x1,x2)求x1除以x2的余數(shù)，即求x1-int(x1/x2)*x2SIGN(x1,x2)若x20，則|x1|；若x20，則-|x1|REAL(x)把整型量x轉(zhuǎn)換為實(shí)型