Fortran語法基礎(chǔ)課件

Fortran語法基礎(chǔ)Fortran從誕生至今，已經(jīng)走過了長達50餘年的發(fā)展歷程中。在這一發(fā)展歷程中，相關(guān)的語言標準先後制定了5部。具體的語法也隨著標準的變更而變化著。在每一個新標準中，前一個標準中的一些舊語句、語法或是被廢棄、或是建議減少使用，如Fortran90標準中就建議減少使用“COMMON”語句；或者新增了一些新的語句，如Fortran95標準中的“FORALL”語句。本章將主要介紹Fortran的基本語法。2.1程式書寫格式在1.6小節(jié)中，程式HELLO已經(jīng)展示了Fortran的一種源代碼書寫格式，即自由格式（FreeFormat），這種格式是Fortran90/95標準中的一大特色。同F(xiàn)ortran77標準中的舊格式，即固定格式（FixedFormat）相比，取消了在源代碼書寫上的諸多限制，程式編制起來更為靈活。兩種格式書寫的源代碼通過檔擴展名來進行區(qū)別。2.1.1固定格式（FixedFormat）採用固定格式書寫的Fortran源代碼，檔擴展名為*.F或*.FOR。在固定格式中，F(xiàn)ortran標準規(guī)定了若干個列範圍。每一個列範圍都有自己的用途和約定，程式必須嚴格按照這些約定進行編寫。2.1.2自由格式（FreeFormat）採用自由格式書寫的Fortran源代碼，檔擴展名為*.F90。自由格式是Fortran90標準中的一大特色，廢除了固定格式中的許多限制。它並不規(guī)定程式代碼中每一行第幾列字元的具體作用，在源代碼的編寫上顯得相當自由。同固定格式相比，自由格式主要在以下幾個方面進行了改進。行的定義。在自由格式中每行可以書寫132個字元。程式語句的位置沒有了只能從第7列後開始書寫的固定約定，可以在任意一列開始書寫。同一行中可以順序書寫多條程式語句，語句之間用分號“;”進行分隔。注釋行的定義。在自由格式中，驚嘆號“!”後的字元均被視為注釋。但是，字串中的“!”出外，如“PRINT*,‘Hello!Fortran90/95’”中，“Fortran90/95’”不會被認為是注釋。續(xù)行的定義。在Fortran90/95標準中規(guī)定，當程式代碼中的一行超過132個字元時，至多可以有39個續(xù)行。續(xù)行標誌固定為“&”。當一行代碼的最後一個字元為“&”時，則表示下一行與本行接續(xù)；當一行代碼的第一個字元為“&”時，則表示本行與上一行接續(xù)。行號的定義。在Fortran90/95標準中規(guī)定，行號只需寫在代碼行的最前面即可?？崭竦膽?yīng)用。Fortran90/95標準中規(guī)定，語句和變數(shù)名中間不能有空格。例如，關(guān)係運算符“==”不能寫成“==”；“ABS(-2.0)”與“AB□S(-□2.0)”作用不再相同，“AB□S(-□2.0)”不能正常通過編譯。2.1.3兼顧兩種格式的代碼寫法由於現(xiàn)存大量舊的Fortran代碼（Fortran77程式）都是採用固定格式編寫的，在一些編譯器上可能會由於格式的問題而出現(xiàn)編譯錯誤。因此，有必要提供一種能夠兼顧兩種格式的代碼寫法，以便於將固定格式的代碼轉(zhuǎn)換為符合自由格式要求的代碼。能夠兼顧兩種格式的代碼在書寫時需要注意的要點有以下幾條：開始列。除注釋行外的每一行代碼只能從第7列開始編寫。這主要是由於自由格式中並沒有規(guī)定代碼編寫的起始列，因此可以套用固定格式的規(guī)定。注釋行。標明注釋行的符號只能用感嘆號“!”，並且應(yīng)該寫在第一列。注釋行必須單獨占一行，不能出現(xiàn)其他語句的行尾。續(xù)行方式。續(xù)行標誌只能使用符號“&”。在接續(xù)的兩行中，前一行應(yīng)該在72列後、132列前添加續(xù)行標誌；後一行則應(yīng)該在第6列書寫續(xù)行標誌。空格使用。在Fortran90/95標準中，語句和變數(shù)中間不允許出現(xiàn)空格。因此，兼顧兩種格式的源代碼中也不允許在語句和變數(shù)中出現(xiàn)空格。2.2字元集“字元集”是指能夠用於編寫Fortran程式的所有字元及符號。不是所有的外文字母或數(shù)字符號都能被某一高級電腦語言接受，每一種高級電腦語言都會規(guī)定它所能使用的字元。Fortran中允許使用的基本字元主要分為兩大類：文字字元和特殊字元。文字字元主要包括26個英文字母、10個自然數(shù)字和下劃線。如表所示。2.3空格的使用在Fortran90/95標準中，空格不能出現(xiàn)在語句和變數(shù)名中間；除了在字串常量或是輸入輸出中外，不代表任何具體意義。其主要作用是分隔語句和變數(shù)，使代碼更為易讀。在國外的一些科學(xué)研究和工程設(shè)計機構(gòu)，如美國航空航天局（NASA）等，在開發(fā)科學(xué)計算程式時對空格的使用有一些很好的規(guī)定。在程式中要確保不在Fortran定義的語句或變數(shù)名中出現(xiàn)空格，不要嘗試通過空格來對變數(shù)名進行區(qū)別；在編寫公式時，儘量通過空格來使公式的書寫和閱讀更為清晰易懂；在編寫大段代碼時，可以使用整行的空格來對代碼段進行功能劃分。建議在編寫程式時，儘量遵守這些規(guī)定。下麵來看一段使用空格來確分四則運算的實例，先給出不使用空格進行區(qū)分的範例：Y=X+A*B/C-(0.5+C*D)**22.4注釋格式儘管注釋在編譯過程中是一定會被編譯器忽略的，但卻是源代碼檔中十分重要的一部分。因為注釋是保證源代碼具有可讀性的一個非常重要的手段。在不同的高級電腦語言中，表示注釋的方法各有不同，甚至在一種語言裏，也可能有幾種引入注釋的方法。不同的注釋方法各有優(yōu)缺點，在使用中應(yīng)該根據(jù)實際情況進行選擇。在C語言程式中，需要使用“／*”和“*／”這樣的特殊標記來界定注釋的內(nèi)容而不管行邊界。採用這種方式進行注釋時經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤就是漏掉結(jié)束的界定符，使得後面的語句也變成了注解；好處也很明顯，就是能夠方便的實現(xiàn)代碼的塊注釋。而Fortran95語言中的“!”，Ada語言中的“-”，或是C++語言中的“//”，注釋都是在行的任意位置開始直到行的末尾結(jié)束。這種做法更為合理、不容易出錯，但要實現(xiàn)大段代碼的整體注釋就不是特別方便了。2.5命名方式在Fortran中為對象命名有一定的要求。簡單的說，F(xiàn)ortran77的命名要求和Fortran90/95的命名要求是不同的。本節(jié)主要介紹不同標準下的命名方式。在Fortran77標準中，程式和變數(shù)等對象的名字是由不多於6個字元（包括英文字母A-Z、a-z和數(shù)字0-9）組成的字元段。同時，對象名字的第1個字元必須是字母，名字的有效使用範圍原則上僅限於一個程式單元之中（內(nèi)部過程除外）。下麵的代碼段演示了Fortran77標準的對象命名方式。INTEGER0B !錯誤INTEGERC-10 !錯誤REALsin !正確REALtest:real !錯誤2.6程式單元和語句順序程式單元是程式中的基本組成部分，瞭解程式單元的用途可以加深對電腦程式的理解。本節(jié)主要介紹Fortran程式中的程式單元和句順序的基本概念及相關(guān)規(guī)定。Fort