補充相關計算機Fortran77語言知識

Fortran語言

——以Fortran77作為標準

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Reald影音先建

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FORTRAN語言程序設計初步

、流程圖表示算法

二、FORTRAN基本數(shù)據(jù)類型

三、FORTRAN的算術表達

四、FORTRAN的語句

一、流程圖表示算法

算法(Algorithm)廣義地說，就是為解決一

個問題而采取的方法和步驟。

流程圖就是用一些圖框來表示各種類型的操作。

起止框輸入輸出框判斷框是CY)

———

］或一"O/打印x//丁印-x/

處理框流程線連接點

注釋框

例如：判定

閏年的算法

用流程圖表

示

:、FORTRAN基本數(shù)據(jù)類型

（一）FORTRAN語言的基本符號

（二）FORTRAN語言數(shù)據(jù)類型說明

1.常數(shù)

2,變量

3.數(shù)組

4,函數(shù)

（一）FORTRAN語言的基本符號_________

工.大、小寫字母A~Z,a~N（在FORTRAN中不

區(qū)分大小寫字母）

2.數(shù)字0~9

3.算數(shù)運算符

加（+）、減（?）、乘（*）、除（/）和乘方（**

例如（a?b）3Fortran中寫為（a*b）**3

4.賦值運算符（二）,'「（，、'）\

二'、''、'和'$'

(二)FORTRAN語言數(shù)據(jù)類型說明

1■常量

常量是指其值始終不變的一些量，在Fortran77

中允許6種常量類型：

o⑴整型常量(Integer)?⑷復型常量(Complex)

o⑵實型常量(Real)?⑸邏輯常量(Logical)

o⑶雙精度常量(Double)

?⑹字符常量(Character)

其中⑴?⑷中屬于算術常量，又稱常數(shù)。后

兩種稱為非數(shù)值型常量。

?整型常量或稱整型常數(shù)或整數(shù)（Integer）,它

是一個正的或負的或零的數(shù)。__________________

o實型常量也稱實數(shù)，實數(shù)在FORTRAN中有兩種表

示形式：

1.小數(shù)形式

它由一個或多個數(shù)字和一個小數(shù)點（只有一個）組成,

如1.2,+3.5,.0

2.指數(shù)形式

指數(shù)表示形式也稱科學計數(shù)法，一個指數(shù)形式表

示的實數(shù)有兩部分組成：數(shù)字部分（含實數(shù)符號）和

指數(shù)部分（Exponent）,如：12.3E8,0.91E-30,

用0.91*E-30是錯誤的。

~2,變量

?史-li足指和小匕匕門飛以空化心吊：心統(tǒng)川另

■屁量開辟一個存儲單元，用于存放變量的值，變量的值在每一個

瞬時應該是確定的。

,變量名

變量名是變量的標識符。一個變量需用一個變量名來標識，因此

在同一個程序單位中不能用同一個變量名代表兩個不同的變量。

命名規(guī)則：變量名中最多允許6個字符，字符只能是字母與數(shù)字,

且第一個字符必須為字母。如A,XI,CHINAAVERG861等都是

合法的變量名。

注意事項：

①變量名中字母的大小寫等價；TOTALToTaL、total等價

②變量名中字符間空格無效；AVER、A_V_ER等價

③在同一個程序單位中，變量名和函數(shù)名或語句定義符不得同名

量類型

量是用來存放常量的。不同類型的常量應放在不同的變量中，因

量相對疫

復型次量、邏輯型變量、字符型變量6種。

^^ORTRA也定，在程序中用到的各種變量首先要說明它們的類

5,并有以下3種說明類型的方法：

/1、隱含規(guī)則（2規(guī)則）

FORTRA歐定，在程序中的變量名，在無專門的類型說明時，凡

是以字母I,J,K,L,M,N六個字母開頭的則認為是整型變量，其它字母開

頭的為實型變量。

2、用類型說明語句說明變量類型

若想改變“I?N規(guī)則”對變量類型的約束，可用類型說明語句指

定變量類型，與變量類型相對應，類型說明語句有6個：

kINTEGER語句（整型變量說明語句）

|REAL語句（實型變量說明語句）

[DOUBLEPRECISION語句（雙精度實型變量說明語

COMPLEX語句（復型變量說明語句）

IFLOGICAL語句（邏輯型變量說明語句）

CHARACTER語句（字符型變量說明語句）

說明格式：類型說明語句v變量表>各變量間用逗號分

隔

3、用隱含說明語句IMPLICIT說明變量類型

可以用IMPLICIT語句將某一字母開頭的全部變量指定

為所需類型。一個IMPLICIT語句可以指定幾種類型。如：

IMPLICITREAL(I,K),INTEGER(T-W)

F定以LK開頭的所有變量為實型變量，T到W(T,U,V,W)

上頭的所有變量為整型變量。_______________________________

k對于變量類型的說明應當注意：

■1.類型說明只在本程序單位中有效；

f2.類型說明語句和IMPLICIT語句都是非執(zhí)行語句，其作

用只在通知編譯系統(tǒng)按規(guī)定的類型給變量分配內(nèi)存單元和確定

數(shù)據(jù)的存放方式。

3.在確定變量類型的3種方法中，類型說明語句優(yōu)先級最

高，IMPLICIT語句次之，I—N規(guī)則優(yōu)先級最低。

4.類型說明語句和IMPLICIT語句應出現(xiàn)在本程序單位中

所有執(zhí)行語句之前，當兩者同時存在時，其順序為：先IMPLICII

語句，后類型說明語句。

3,數(shù)組_____________________________

數(shù)組是Fortran提供的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個數(shù)組代表具有同

一類型的變量。

Fortran中數(shù)組說明有以下兩種方式：

1）用類型語句說明數(shù)組

RealIA（1：10）,ND（80：99）,w（1：3,1:2）

IntegerNUM（-1：0）,A（0：2,0：1,0：3）

數(shù)組的上、下界必須是整型常數(shù)或整型表達式，且上界必須

大于等于下界。

例如：

Parameter（low=l,high=9）

RealIA（low,high+1）

當數(shù)組維說明符中的下界為1時可以省略不寫，

例如：ReallA(1：10)又可寫成RealIA(10)

2)用DIMENSION語句說明數(shù)組

DIMENSIONIA(10),LD(80:99),NUM(-1：0)

RealIA,NUM

IntegerLD

.4.F0RTAN函數(shù)

BFORTRA皿供了一些系統(tǒng)函數(shù)供某些專門運算，如求

函數(shù)的值,sinx,cosx,指數(shù)函數(shù)e。對數(shù)Inx,logx等，

蜃序設計者只需按規(guī)定的格式寫出函數(shù)名及一個或若干個自

變量，即可得到相應的值。如：

SIN(1.0)==0.8414709

LOG(3.0)=log3=1.098612REAL(8)=8.0

INT(8.6)=8

SIGN(4.5廣0.5)=-4.5MAX(8,6,7廠11)=8

SIGN(-0.5,4.5)=0.5等。

“點說明：

A1.一個內(nèi)部函數(shù)要求一個或多個自變量。當自變量個數(shù)規(guī)定為2

.自變量的順序不同，其值不同。MOD(8,3尸2,MOD(3。尸3；當自

變量個數(shù)為2個以上時，則函數(shù)值與自變量的順序無關。MAX(3.，6.,

?4.：MAX(-4?,3.，6.)=6.

.2.內(nèi)部函數(shù)的自變量和函數(shù)值均有類型有的函數(shù)值的類型與自

變量的類型有關，如ABS,MOD等；有的函數(shù)值的類型與自變量的類

型無關，如INT,REAL等；此外函數(shù)名分為，專用名”和“通用名”

兩種，見附錄V。

3.三角函數(shù)中角度的單位是弧度(rad)而不是度。

4.自變量可以是類型符合要求的常量、變量或表達式例如SQRT

(4.0),SQRT(A),SQRT(2.+2?)均合法，而SQRT(I)為非法，

因為I為整型變量，SQRT函數(shù)的自變量類型為實型量。

:、FORTRAN的算術表達式

（一）算術運算符及優(yōu)先級

5個算術運算符號：

+算術加（或正號）

-算術次或負號）

*乘法運算

/除法運算

**乘方運算

3個優(yōu)先級及次序：

**乘方運算優(yōu)先級最高

*，/乘、除運算次之

+,-力口、減運算最低

（二）算術表達式注意:

1.由于用“/”號作為除號，因此在寫除法運算式子應加上

必要的括號。

2.乘號不能省略。

3.Fortran中無大、中、小括號，一律用小括號。

4.如果連續(xù)使用乘方符號，按“先右后左”原則處理。為

避免出錯，建議使用括號。

4**3**2,先計算3**2,在進行4**9的運算。

5.對單邊運算符，相當于在它前面有一個運算量“0”。

?A相當于0-A；-A**2相當于0-4**2即?（A**2）,

而不是相當于（?A）**2。

些正誤比較

FORTRAN表達式

數(shù)學表達式

錯誤寫法正確寫法

aX(-b)A*-BA*(-B)

(a?b)3A*B**3(A*B)**3

sin6t.SIN6TSIN(6*T)

a.exA*E**XA*EXP(X)

l+3a

(1+3*A)/(B+C/(D+E))

b+容1+3*A/B+C/(D+E)

d+e

6.81og26.56.8*LOG26.56.8*LOG(26.5)

A

m

A/B/C/D(A/B)/(C/D)

c

D

（三）表達式運算中的類型問題

FORTRAN77允許不同類型的算術量（包括整型、實

型、雙精度、復型）間的算術運算，但不允許在算術量和

非算術量（如邏輯型、字符型）之間進行算術運算。

同類型的算術量之間運算的結(jié)果仍保持原類型，如

5/2=2、1/2=0o不同類型時，編譯系統(tǒng)遵循“低級轉(zhuǎn)換成

高級”（實型比整型高）原則將它們轉(zhuǎn)換成同一類型，然

后進行運算。

類型的轉(zhuǎn)換是從左而右進行的，在遇到不同類型的算

術量時才進行轉(zhuǎn)換。如：1/4*20.0=0.0

（四）運算的誤差問題

I整型量沒有任何誤差（確認在整數(shù)范圍內(nèi)）。

實型量的運算由于有效位數(shù)的限制會出現(xiàn)一些誤差,

在運算中盡量不要使兩個相差很大的數(shù)值直接相加或相

減，判斷實數(shù)相等時用|N—同三￡o

四、FORTRAN的語句_____________________

1.賦值語句

2.簡單的輸出語句

3.簡單的輸入語句

4,向某一文件輸入數(shù)據(jù)或從某一文件中讀出數(shù)據(jù)

5.參數(shù)語句（PARAMETER語句）

6.END語句、STOP語句、PAUSE語句

7.IF語句實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)

8.DO語句實現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)

1.賦值語句

1）賦值語句形式

V=e

變量=表達式

幾點說明:

①有三類賦值語句：算術賦值語句、邏輯賦值語句、字符

賦值語句。

②賦值語句中號是賦值符號，而不是等號。例如:

N=N+1O

③算術賦值語句兼有計算和賦值雙重功能。

④賦值號左邊只能是變量名（或數(shù)值元素名），

而不能是表達式，賦值號右邊可以是常量、變量

或裝送式。

程序

1程序2

A=1.0A=1.0

B=2.0B=2.0

A=BB=A

PRINT*AB

??PRINT*,A,B

ENDEND

2）執(zhí)行賦值語句時的類型轉(zhuǎn)換問題

算術賦值語句中的被賦值變量和右邊表達式

的類型可以相同，也可以不同。

如果類型不同，則是先進行表達式的求值，

然后將該表達式的值轉(zhuǎn)換為被賦值變量的類型。

如IMAX=3.5*2.1的值不是7.35而是7。

2,簡單的輸出語句

1)輸出語句的作用和分類

Fortran的輸出格式有三類：

(1)按用戶指定的格式輸出；

(2)系統(tǒng)隱含的標準格式輸出(又稱表控格式)；

(3)無格式的輸出，即以二進制形式輸出。

2)表控輸出語句

用這種方式輸出數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)自動地分別為每一

個不同類型的數(shù)據(jù)規(guī)定所占的列數(shù)和表述形式。

WRITE(*,*)A,B

PRINTA?B

①系統(tǒng)為每個整數(shù)分配10?13列，數(shù)據(jù)打印在這些列的

右端。

111nu

I__it__||_||_II_it__IIJI?_II_n_it_J45~_*<___H_ii_11_l]28

J一一一一—_________________________/X,___________________________________-/

13列13列

②一個實數(shù)分配給15?18列，其中小數(shù)部分6?7列。如

果實數(shù)的值很大，以上格式無法容納，則系統(tǒng)會自動改成用

標準化的指數(shù)形式輸出。

-5670000-j——186.7500000

'V'Y'

18列18列

③對一個用指數(shù)形式輸出的實數(shù)分配給15列，其中指數(shù)部

分4?5列，小數(shù)部分6列。

620000E+027-—1.172000E—012

yY'

15列15列

④如果實數(shù)的整數(shù)部分位數(shù)多于系統(tǒng)規(guī)定的有效位數(shù)（例如

舊M—PC為7位），或?qū)崝?shù)的數(shù)值小于1,則在輸出時會自動

轉(zhuǎn)換成規(guī)范化的指數(shù)影式輸出

出為，

L-JL-J1.230000E+008*L-,,-J1.320000E-001

'VY'

⑤一條print或write語句可同時輸出多個整數(shù)和實數(shù)。當在

一行內(nèi)打印不下時，會自動換行再打印，直到把全部需輸出

的數(shù)據(jù)打印完為止。

⑥如果print或write語句中無任何輸出項，它將輸出一個空

白行。

PRINT*,

或WRITER/）

表控輸出結(jié)果因不同計算機而異!

3）格式輸出

Fourtran規(guī)定要用不同的“格式編輯符”（或稱

“編輯表述符”，簡稱“編輯符”）來實現(xiàn)指定的輸入

輸出格式，它的作用是對數(shù)據(jù)進行“編輯加工”以得到

所需格式。Fourtran提供了多種編輯符。我們主要介紹

以下8個編輯符。

①I編輯符：用于整型數(shù)據(jù)輸出。

使用格式Iw或Iw.m

w為輸出數(shù)據(jù)所占列數(shù)（包括符號），m表示除符號外數(shù)

字所占列數(shù)，例如：當J=40,K=-12,L=123

WRITER,100）J?K?L

100FORMAT（1X,I35I5.4?I7.5）

②F編輯符：實數(shù)的小書形式輸出，一般使用形式為:

Fw.d

例如：當A=15.8,B=-476.578,C=873.9

輸出語句:

WRITER,100)A,B?C

100FORMAT(IX,F6.1,F7.2)或

100FORMAT(3F7.2)

③E編輯符：實數(shù)的指數(shù)形式(標準化指數(shù)形式，即小數(shù)

部分的整數(shù)位僅有一個非零項)輸出，一般使用形式：

Ew.d

上列中輸出：10。FORMAT(3E7.6)

④G編輯符：根據(jù)輸出實數(shù)的大小決定F型格式

輸出或E型格式輸出。一般格式：

Gw.d

決定原則：

凡絕對值小于0.1的數(shù)用F型格式輸出;

絕對值大于10d的數(shù)用E型格式輸出。

⑤D編輯符：用于雙精度數(shù)據(jù)的輸出。一般格式為:

Dw.d

⑥L編輯符：用于輸出邏輯型數(shù)據(jù)。一般形式：

Lw

例如：已定義L1和L2位邏輯型變量，Ll=.true.,

L2=.false.貝ij|輸出結(jié)果:

nWRITER,100)Ll?L2?.TU^□□□TDDDFDT

100UFORMAT(1X,L4,L5,L2)

⑦A編輯符：用于字符型數(shù)據(jù)輸出。一般形式:

Aw或A

w為字段寬度一例如

度為5,其值為"china”,

CHARACTER*5S

S='CHINA'

WRITE%100)S輸出結(jié)果：

□□CHINA

100FORMAT(1X,A7)

END

⑧撇號編輯符：用來插入所需字符串。

例如:

HWRITER,100)I?J

100UFORMAT(IX/1=，

3.簡單的輸入語句

1）輸入語句的作用和分類

Fortran的輸入格式有三類：

'（1）按用戶指定的格式輸入；

（2）用自由格式輸入（又稱表控輸入）；

（3）無格式的輸入，即以二進制形式輸入。

2）表控輸入語句

用戶不必指定輸入數(shù)據(jù)的格式，只需將數(shù)據(jù)按其

合法形式依次輸入即可，數(shù)據(jù)間以逗號或空格間隔。

READ*,A,B

READ（*,*）A,B

①輸入數(shù)據(jù)的個數(shù)應當不少于READ語句中變量的個數(shù)。輸

入數(shù)據(jù)的類型要與READ語句中相應變量的類型一致。

如果輸入的第一個數(shù)據(jù)行上數(shù)據(jù)個數(shù)少于READ語句

中變量的個數(shù)，則系統(tǒng)會繼續(xù)從第二個輸入的數(shù)據(jù)行中讀數(shù)。

如果輸入的數(shù)據(jù)不足，計算機將等待用戶繼續(xù)輸入數(shù)據(jù)，直

到輸入完全部數(shù)據(jù)為止。

READ(*,*)i,j,a,b

①3,10,7.5,-②3,10/③3/

15.8Z7.5,-10/

15.8/7.5,-

則?笳勺數(shù)據(jù)不起

②如果輸入的數(shù)據(jù)個數(shù)多于所需的個數(shù),

作用。

3,10,7.5,-15.8,30,

70.6/

③每一個READ語句都是從一個新的輸入行開始讀數(shù)的。

READ(*,*)i,ji=3

READ(*J)a,b貝j=iox=?

READ(*J)x,y、a=30.0y=?

輸入3,10,7.5,-15.8/b=70.6

30.0,70.6/

④如果在輸入數(shù)據(jù)行中出現(xiàn)號，表示對READ語句

的輸入到此結(jié)束，未被賦值的變量不予賦值。

READ-,*)i,j,a,bi=3a值不變

輸入3,10/7.5,-15.8/j=10b值不變

⑤一個數(shù)據(jù)的數(shù)字之間不要插入空格。

3,1J0,7.5,-15.8/相當于3,1,0,7.5,-15.8/

⑥數(shù)據(jù)類型應與變量類型一致。

如果變量為整型，輸入數(shù)據(jù)為實型，按出錯處理。

如果變量為實型，輸入數(shù)據(jù)為整型，一般通融。

4.向某一文件輸入數(shù)據(jù)或從某一文件中讀出數(shù)據(jù)

1）輸出數(shù)據(jù)寫到文件中

聲先要要先創(chuàng)建寫入的文件

例如：

open(unit=15,file='out.dat',status='unknown',form='formatted')

15write(l5,100)I,x,y

100format(i8,2f15.8)

2）某一文件中讀出數(shù)據(jù)

例如：

open(unit=12,file='coor.dat>,status=>old',form='formatted')

12read(12,*)x,y,z

5?參數(shù)語句(PARAMETER語句)

在程序中要多次用到某些常數(shù)，可以用一個符

號來代表一個常量。

用來定義符號常量，應寫在所有執(zhí)行語句之前。符

號常量的定名規(guī)則與定變量名相同，遵循I-N隱含約定，

如需改變類型，可在之前加類型說明語句。

PARAMETER(PI=3.1415926)

S=2.0*PI*R

INTEGERA,B,C

PARAMETER(A=2,B=5,C=3)

I=MOD(A,B)+C

6.END語句、STOP語句、PAUSE語句

END語句應該出現(xiàn)在程序單位的最后一行，一

個程序單位中只能有一個END語句0

它的作用有：結(jié)束本程序單位的運行，作為一

個程序單位的結(jié)束標志，子程序中的END還有使流程

返回調(diào)用程序（兼有RETURN語句的功能）。

一個程序單位中可以有多個STOP語句，執(zhí)行到

任一個STOP語句處時，程序即停止運行。在子程序中

如果有STOP語句，也是使整個程序停止運行。

STOP1111或STOP9ERROR19

其中，1111和ERROR1為輸出信息，供調(diào)試程序和辨別

流程用。數(shù)字為不超過5位的整數(shù)，字符串加引號工、

PAUSE語句是暫停語句，調(diào)試程序用，調(diào)［^^飛

可刪去。程序暫停時，按回車鍵則繼續(xù)運行。使方鼠/

STOP語句o」

7.IF語句實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)

在FORTRAN77中，用塊IF結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu),

其形式為：

IF（條件）THEN

then塊

ELSE

else塊

ENDIF

關系表達式

關系表達式是最簡單的一種邏輯表達式。

其一般形式為：

〈算術量〉V關系運算符〉〈算術量〉

算術量：數(shù)值常數(shù)、數(shù)值型變量、數(shù)值函數(shù)、算術表達式。

關系運算符：關系比較符。

FORTRAN中有六種關系運算符

關系運算符英語含義所代表的教學符號

.GT.GreaterThan>（大于）

.GE.GreaterthanorEqualto》（大于或等于）

.LT.LessThan〈（小于）

.LE.LessthanorEqualto（（小于或等于）

,EQ.EQualto.=（等于）

.NE.NotEqualto,H（不等于）

邏輯表達式

邏輯常量

FORTRAN只有兩個邏輯常量

.TRUE.表示“真”，即滿足邏輯條件

.FALSE.表示“假”，即不滿足邏輯條件

邏輯型變量

Fortran用LOGICAL語句說明邏輯變量。

logicala,b

a=.true.

b=(x+y).gt.z

邏輯運算符

邏輯運算符含義邏輯運算舉例例子含義

.AND.邏輯與A.AND.BA,B為真則A.AND.B為真

?OR.邏輯或A.OR.BA或B之一為真，則A.OR.B為真

.NOT.邏輯非.NOT.AA為真，則.NOT.A為假

.EQV.邏輯等A.EQV.BA和B值為同一邏輯常量時，A.EQV.B為真

.NEQV.邏輯不等A.NEQV.BA和B的值為不同的邏輯常量，則A.NEQV.B為真

AB.NOT.A.NOT.BA.AND.BA.OR.BA.EQV.BA.NEQV.B

真真假假真真真假

真假假真假真假真

假真真假假真假真

假假真真假假真假

用塊IF實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)

IF(邏輯表達式)THEN

塊1

ELSE

塊2

ENDIF

幾點說明：

1)一個塊IF是有若干個語句組成的，其中三條語句

均不能單獨是使用。

2)一個塊IF必須以塊IF語句開始，以ENDIF語句結(jié)

束。一個塊IF語句必須和一個ENDIF語句對應。

3)一個塊IF可以不包含ELSE語句和else塊，也可以

不包含then塊。

if(grade.lt.6O.)thenif(grade.ge.6O.)then

print*,'No.J,numelse

print'grade’,gradeprint'No.’,num

endifprint*,'grade',grade

endif

4)塊IF的嵌套

一個塊IF可以嵌套另一個塊IF,但另一個塊if必

須完整地出現(xiàn)在then塊或else塊的位置。

read(*,*)grade

if(grade.ge.6O.)then

if(grade?ge?70?)then

if(grade.ge.8O.)then

write(*,*)'A，

else

write(*,*)B

—endif

else

write(*,*)

endif成績分級

elseA:>80

B:27