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Fortran90数值计算chap2c2f9

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FORTRAN90第二章 选择结构程序设计PPT教学课件

FORTRAN90第二章 选择结构程序设计PPT教学课件
五种逻辑运算符中,逻辑非、逻辑与、逻辑或是 基本的。其它两种可以由它们组合得到,例如: Ａ.EQV.B 等价于(注意逻辑运算符两边小圆点)
A.AND.B .OR. .NOT.A.AND..NOT.B Ａ.NEQV.B 等价于 A.AND..NOT.B .OR. .NOT.A.AND.B
2020/12/10
E1与E2为算术量或字符型的量
关系表达式的值是逻辑量:真或假
2020/12/10
3
算术运算符的优先级别高于关系运算符: 3+5.GT.SQRT(49.0)-3 =8.GT.4,真
实数的运算与存储都有误差,对实数进行==或/= 运算时要特别当心。一般用两者之差的绝对值作 为判断的依据。
用ABS(A-B)<1E-6来代替A==B 用ABS(A-B)>1E-6来代替A/=B 对于整型数,可直接用==,/=来判断.
2020/12/10
10
例如求函数
X
X<0
Y=
X+5
X≥0
IF(X<0)Y=X
Y=X
也可写为
IF(X>=0)Y=X+5
IF(X>=0)Y=X+5
而
IF(X>=0)Y=X+5 是错误的.
Y=X
2020/12/10
11
§2.2.2 块IF
IF(E) THEN(块IF语句) 一条或多条执行语句(THEN块)
…… …… ELSE
一条或多条执行语句 ENDIFIFFra bibliotek假 真E
E
IF块
真
ELSEIF块
假 假
E
真 ELSE块
ELSEIF块

(最新整理)05章FORTRAN90数据类型

(最新整理)05章FORTRAN90数据类型
复型数据的类别类型参数是用于说明实部和虚部这两个 实型数据的类别类型。
2021/7/26
11
5.4.2 复型变量
COMPLEX [ ( [KIND = ] 类别值) ] [ [ ,属性列表] :: ] 变量列表
COMPLEX Z1,Z2 COMPLEX(4) :: COM_VAL
单精度复数 单精度复数
5.5.1 字符型常量
字符型常量又叫字符串常量，它是用单撇号或双撇号括 起来的字符序列。″ABCD″、′CHINA′、′123′
当字符串中又含有单撇号时，例如要将I′M A STUDENT 作为一个字符串来处理，为了区分′是字符串中的字符还是 定界符，可采用两种方式表示： ″I′M A STUDENT″ ′I′′M A STUDENT′
(1)类型的名称 (2)允许值的集合 (3)允许值(常量)的表示方法 (4)操作这些值的运算的集合
2021/7/26
4
5.2 整型数据
在FORTRAN语言中，整型值的集合是数 学上整数的一个子集。每种方法用类别类型 参数来区分。整型常量的表示形式为一个数 字串，并在数字串后有一个可任选的下划线 后再跟类别类型参数。例如，373、-1024、 35792、0、32_2、19921103_4
逻辑型变量可以定义为 LOGICAL, LOGICAL(1), LOGICAL(2), LOGICAL(4) LOGICAL DOIT, DONT LOGICAL(2) :: IIS, IIF LOGICAL*4 :: FLAG1, FLAG2
2021/7/26
22
例5.11 当某点的X，Y坐标落在下图（图5.4）中四个方块 内和方块边上时，Z=0，如在方块外，Z=3。
例5.5 有一线段AB，A的坐标为(1，1)，B的坐标为(4.5， 4.5)，如图5.2所示。求AB的长度，以及黄金分隔点C的坐 标。黄金分割点在线段的0.618处。

FORTRAN90用法总结

FORTRAN90用法总结

FORTRAN90用法总结
Fortran90是Fortran的最新标准程序设计语言，它是在Fortran77
基础上的新增功能，支持面向对象的功能，同时也支持可变参数，数据语
句和开发语句，使其具有更高的强大功能。

它也支持宏的使用，以帮助程
序编写者更好的实现一些高级程序功能，以提高程序性能，提高程序易用性。

下面将重点介绍Fortran90的五大用法。

第一，利用Fortran90进行函数的编写。

Fortran90的函数可实现参
数的多次组合，通过对用户函数的调用，就可达到想要的结果，而不用写
复杂的循环程序，这有助于提高程序的可管理性，降低程序的出错率。

第二，通过宏的使用来完成Fortran90的程序编写。

宏语言有助于程
序的复杂编写和优化，通过它可以大大提高程序的性能，节约程序的开发
时间，从而提高程序的可用性。

第三，Fortran90的数组操作功能。

Fortran90支持数组的多维操作，能够进行大数组操作，从而编写出简洁的程序，节约存储空间，提高程序
的执行效率。

第四，Fortran90的指针操作功能。

它可以完成复杂数据的指针操作，以实现数据的重排、排序、和传输，可以让程序编写者有效地运用指针操作，提高程序性能和稳定性。

最后，Fortran90的结构化编程功能。

第一章 F90基础

第一章 F90基础
输出z的值
12
图1.5 用N-S结构图描述的算法 已经证明，任何复杂的问题都可以三种基本算 法结构来描述：顺序、选择、循环。因此用计 算机语句描述的程序也包含三种基本结构。
1.2 程序设计方法
1语 言编写计算机程序的过程，称为程序设计。
目前，有两种重要的程序设计方法：

F90影响
2.1 FORTRAN语言发展概述/F90影响
第一章
FORTRAN90开发环境
西安科技大学计算机学院
1.2 FORTRAN90主要特征

组织结构 书写形式

FORTRAN 90采用模块化和结构化相结合的程序组织结构。 FORTRAN 90程序由四部分组成：主程序单元、外部子程 序单元、模块单元和数据块单元。
第一章 程序设计概述
1. FORTRAN语言发展概述 2. FORTRAN90主要特征 3. Visual FORTRAN 4.0主要特性 4 . 字符集 5. 名称 6. 关键字 7. 程序单元 8. 语句 9. 书写格式 10. 习题一
8
《FORTRAN90程序设计》课多媒体课件
西安科技大学计算机学院
1.1 计算机语言及其发展 1. 计算机语言
–
6
–
是人与计算机进行交流的工具 计算机语言分为：
机器指令（由0 和 1组 难学、难记 机器语言 成），可直接执行 依赖机器的类型 用助记符代替机器指 克服记忆的难点 汇编语言 令，用变量代替各类 其他与机器语言类 地址。 似 类似数学语言、接近自然语言、具有通用 高级语言 性和可移植性，不依赖具体的计算机类型。
算法的属性
1 2 3 4 5
有穷性 确定性 有零个或多个输入 有一个或多个输出 有效性

Fortran90编程

Fortran90编程

字。以关键词end type结束。
派生类型的声明和使用
n 声明： n 赋值： n 引用结构成员：
例一：派生数据类型
模块(Module)
n 是一种不能直接执行的程序单元，但可以包含
数据声明和过程
n
使不同的过程实现过程和数据的共享 n 可以实现对自定义数据类型的封装
n 相对于program,function,subroutine,是一种特
例三：数据类型的范围
定义符号常量
n 符号常量在程序中不可以改变其值 n 定义符号常量可以增强程序的可读性和可维护
性 n 定义方法：加上parameter属性
real (8) ,parameter :: pi=3.1415926535_8
例四：定义符号常量
三、控制结构
n if语句:if then elseif else endif
n
在Compaq Visual Fortran中调用 CXML
n 第一种方法：在工程中加入cxml.lib
n 第二种方法：使用include
PROGRAM example INCLUDE 'CXML_INCLUDE.F90’
在Compaq Visual Fortran中调用 Intel MKL
n 添加库函数路径 n 在工程中加入mkl_s.lib
总结：Fortran90的新特性
n n n n n n n n
高级的表达能力：数组运算 (例如, X(1:N)=R(1:N)*COS(A(1:N))) 动态存储分配 (ALLOCATE, DEALLOCATE, ...) 导出类型(derived types)与操作符重载(operator overloading) 更好的变量声明方式(parameterized types),提高移植性 模块 更多的现代控制结构 (SELECT CASE，END SELECT,DO, END DO,EXIT...) 更多的内部函数 (date, precision, arrays, ...) 新的源程序书写格式－自由格式（free format） 指针

FORTRAN 90标准函数

FORTRAN 90标准函数

附录 F O R T R A N90标准函数符号约定：l I代表整型;R代表实型;C代表复型;C H代表字符型;S代表字符串;L代表逻辑型;A代表数组;P代表指针;T代表派生类型;A T为任意类型。

l s:P表示s类型为P类型(任意k i n d值)。

s:P(k)表示s类型为P类型(k i n d值=k)。

l[…]表示可选参数。

l*表示常用函数。

表1数值和类型转换函数函数名 说明A B S(x)*求x的绝对值∣x∣。

x:I、R,结果类型同x;x:C,结果:RA I M A G(x)求x的实部。

x:C,结果:RA I N T(x[,k i n d])*对x取整,并转换为实数(k i n d)。

x:R,k i n d:I,结果:R(k i n d)A M A X0(x1,x2,x3,…)*求x1,x2,x3,…中最大值。

x I:I,结果:RA M I N0(x1,x2,x3,…)*求x1,x2,x3,…中最小值。

x I:I,结果:RA N I N T(x[,k i n d])*对x四舍五入取整,并转换为实数(k i n d)。

x:R,k i n d:I,结果:R(k i n d)C E I L I N G(x)*求大于等于x的最小整数。

x:R,结果:IC M P L X(x[,y][,k i n d]))将参数转换为x、(x,0.0)或(x,y)。

x:I、R、C,y:I、R,k i n d:I,结果:C(k i n d)C O N J G(x)求x的共轭复数。

x:C,结果:CD B L E(x)*将x转换为双精度实数。

x:I、R、C,结果:R(8)D C M P L X(x[,y])将参数转换为x、(x,0.0)或(x,y)。

x:I、R、C,y:I、R,结果:C(8)D F L O A T(x)将x转换为双精度实数。

x:I,结果:R(8)D I M(x,y)*求x-y和0中最大值,即M A X(x-y,0)。

FORTRAN90 标准函数

表5实数检测和控制函数
函数名
说明
EXPONENT(x)*
求实数x机内编码表示的指数值。x:R,结果:I
FRACTION(x)*
求实数x机内编码表示的小数值。x:R,结果类型同x
NEAREST(x,s)
根据s的正负号求最接近x的值。x:R,结果:R,且不为0
RRSPACING(x)
求x与系统最大数之间的差值。x:R,结果类型同x
ALOG10(x)
求x以10为底一般对数log10(x)。x:R(4),结果:R(4)
EXP(x)*
求指数,即ex。x:R、C,结果类型同x
LOG(x)*
求自然对数,即ex。x:R、C,结果类型同x
LOG10(x)*
求以10为底对数,即。x:R,结果类型同x
SQRT(x)*
求x的平方根。x:R、C,结果类型同x
将整数n二进制表示右起第p位置1。n:I,p:+I,p值域:0~64结果类型同n
IEOR(m,n)*
对m和n进行按位逻辑“异或”运算。m:I,n:I,结果类型同m
IOR(m,n)*
对m和n进行按位逻辑“或”运算。m:I,n:I,结果类型同m
ISHA(n,s)*
对n向左(s为正)或向右(s为负)移动s位(算术移位)。n:I,s:I,结果类型同n
ATAN2(y,x)
求x的反正切arctg(y/x)。y:R,x和结果类型同x,结果值域:-π~π
ATAN2D(y,x)
求x的反正切arctg(y/x)。y:R,x和结果类型同x,结果值域:-180~180°
COS(x)*
求x的余弦cos(x)。x:R、C,x取值弧度,结果类型同x
COSD(x)*

Fortran语言F77和F90的区别+F90简明教程

另一点关于声明的不同是Fortran有"等价声明"：
integer a,b
equivalence(a,b)
使得a,b使用同一块内存。这样可以节省内存；有时可精简代码。如：equivalence(很长名 字的变量如三维数组的某个元素，a)，之后使用a来编写程序就简洁多了。
2、基本输入输出
输入：read(*,*) a
4、Fortran的基本程序结构
先看一看所谓的"Hello Fortran"程序。
program main
!程序开始，main是program的名字，完全自定义
write(*,*) "Hello" !主程序
stop
!终止程序
end [program[main]] !end用于封装代码，表示代码编写完毕。[ ]中的内容可省略， 下同。
Fortran 90：自由格式（free format）， 扩展名：.f90
（1）以"!"引导注释；
（2）每行可132字符，行代码放在每行最前面；
（3）以&续行，放在该行末或下行初。
以下都是讨论Fortran 90。
3、Fortran的一些特点，和C的一些不同
其实很多，在下面涉及具体方面时可以看到。这里只是大致提一些。
ห้องสมุดไป่ตู้
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2015-04-18
Fortran语言F77和F90的区别＋F90简明教程
1、数据类型，声明及赋初值首 页
阅览室
馆友
（1）integer： 短整型kind=2, 长整型kind=4
我的图书馆
integer([kind=]2) :: a=3

Fortran90_2


回顾机器人看门…... 回顾机器人看门
机器人的判断逻辑是： 机器人的判断逻辑是： 人： 口令 if_let_you_enter: & if( you == ‘human’ ) then if( passwd = ‘…’ ) then write(*,*) ‘You can enter!’ else write(*,*) “You cann’t enter!” endif endif if_let_you_enter
PROGRAM grade ! --- to judge grade based on given score ! implicit none ! real :: score1 integer :: score2 character(len=12), dimension(3) :: grade ! score1 = 76.5 score2 = nint(score1) grade(1) = ‘pass_failed’ grade(2) = ‘passed’ grade(3) = ‘excellent’
! --- judge leap year if( mod(year,4) == 0 ) then month_day(2) = 29 if( mod(year,100) == 0 ) then 理论上 month_day(2) = 28 可以无限嵌套！ endif else month_day(2) = 28 endif 有个小错误！ 有个小错误！ ! ! --- write out month_day(:) write(*, ‘(a, i4, a,12i3)’) & ‘Month day of year ’, year, ‘:’, month_day(:) ! END PROGRAM judge_month_day

fortran 90 文件(文件的操作语句)


土木学院
土木学院
13.1有格式顺序存取文件 --顺序文件输入输出的基本规则
Read语句中各输入项在类型上、格式说明上必须 与输出语句的输出项按位置一一对应； Open或Rewind是从文件的第一个记录开始输入， 每执行一次Read语句，总是从一个新的记录开始 读入； 在Read语句读文件记录时，输入项少于记录中的 数据项，则剩余数据被忽略．输入项多于记录中 的数据项，它将接着去读下一个记录,直到所有项 都获得数据或者遇上文件结束标志为止； 在程序设计中对一个顺序文件不可能做到‚重写 前半部分而保留后半部分‛这样的操作。
Next 土木学院
13.2 有格式直接存取文件
直接存取可以任意确定需要读写记录的位 置; 直接存取只适用于磁盘文件; 其基本的操作与顺序存取大致相同,主要不 同的是:Open的说明、Read和Write的控制 项不同。 下面以例说明
土木学院
13.2有格式直接存取文件
主要语句: Open(12,File=‘Datb.Dat’,Status=‘Ne w’, Access=‘Direct’,Form=‘Formatted ’, 记录的长度，以字节为单位。 Recl=16 ?)
土木学院
13.1有格式顺序存取文件 --顺序文件输入输出的基本规则
一个WRITE语句总是开始一个新的记录； 一般来说，对同一个文件在进行写操作之 后要进行读操作时，必须先使用文件定位 语句，重新设置指针位置 （Open语句、 Rewind语句以及Backspace语句等）； 也可以使用表控输入输出语句对文件进行 格式输入输出，如：WRITE(3,*) N,M。
土木学院
这是打开数据 文件F2.DAT 的内容
土木学院
13.1有格式顺序存取文件
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Sample page from NUMERICAL RECIPES IN FORTRAN 90: THE Art of PARALLEL Scientific Computing (ISBN 0-521-57439-0)Copyright (C) 1986-1996 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1986-1996 by Numerical Recipes Software. Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use. Further reproduction, or any copying of machine-readable files (including this one) to any servercomputer, is strictly prohibited. To order Numerical Recipes booksor CDROMs, visit websitehttp://www.nr.com or call 1-800-872-7423 (North America only),or send email to directcustserv@cambridge.org (outside North America).C2.AlphabeticalListingof

ExplicitInterfaces

Thefilesuppliedasnr.f90containsexplicitinterfacesforalltheNumericalRecipesroutines(exceptthosealreadyinthemodulenrutil).Theinterfacesareinalphabeticalorder,bythegenericinterfacename,ifoneexists,orbythespecificroutinenameifthereisnogenericname.Thefilenr.f90isnormallyinvokedviaaUSEstatementwithinamainprogramorsubroutinethatreferencesaNumericalRecipesroutine.See§21.1foranexample.

MODULEnrINTERFACESUBROUTINEairy(x,ai,bi,aip,bip)USEnrtypeREAL(SP),INTENT(IN)::xREAL(SP),INTENT(OUT)::ai,bi,aip,bipENDSUBROUTINEairyENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEamebsa(p,y,pb,yb,ftol,func,iter,temptr)USEnrtypeINTEGER(I4B),INTENT(INOUT)::iterREAL(SP),INTENT(INOUT)::ybREAL(SP),INTENT(IN)::ftol,temptrREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(INOUT)::y,pbREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(INOUT)::pINTERFACEFUNCTIONfunc(x)USEnrtypeREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::xREAL(SP)::funcENDFUNCTIONfuncENDINTERFACEENDSUBROUTINEamebsaENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEamoeba(p,y,ftol,func,iter)USEnrtypeINTEGER(I4B),INTENT(OUT)::iterREAL(SP),INTENT(IN)::ftolREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(INOUT)::yREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(INOUT)::pINTERFACEFUNCTIONfunc(x)USEnrtypeREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::xREAL(SP)::funcENDFUNCTIONfuncENDINTERFACE

1384AppendixC2.AlphabeticalListingofExplicitInterfaces1385Sample page from NUMERICAL RECIPES IN FORTRAN 90: THE Art of PARALLEL Scientific Computing (ISBN 0-521-57439-0)Copyright (C) 1986-1996 by Cambridge University Press.Programs Copyright (C) 1986-1996 by Numerical Recipes Software. Permission is granted for internet users to make one paper copy for their own personal use. Further reproduction, or any copying of machine-readable files (including this one) to any servercomputer, is strictly prohibited. To order Numerical Recipes booksor CDROMs, visit websitehttp://www.nr.com or call 1-800-872-7423 (North America only),

or send email to directcustserv@cambridge.org (outside North America).

ENDSUBROUTINEamoebaENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEanneal(x,y,iorder)USEnrtypeINTEGER(I4B),DIMENSION(:),INTENT(INOUT)::iorderREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::x,yENDSUBROUTINEannealENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEasolve(b,x,itrnsp)USEnrtypeREAL(DP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::bREAL(DP),DIMENSION(:),INTENT(OUT)::xINTEGER(I4B),INTENT(IN)::itrnspENDSUBROUTINEasolveENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEatimes(x,r,itrnsp)USEnrtypeREAL(DP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::xREAL(DP),DIMENSION(:),INTENT(OUT)::rINTEGER(I4B),INTENT(IN)::itrnspENDSUBROUTINEatimesENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEavevar(data,ave,var)USEnrtypeREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::dataREAL(SP),INTENT(OUT)::ave,varENDSUBROUTINEavevarENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEbalanc(a)USEnrtypeREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(INOUT)::aENDSUBROUTINEbalancENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEbanbks(a,m1,m2,al,indx,b)USEnrtypeINTEGER(I4B),INTENT(IN)::m1,m2INTEGER(I4B),DIMENSION(:),INTENT(IN)::indxREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(IN)::a,alREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(INOUT)::bENDSUBROUTINEbanbksENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEbandec(a,m1,m2,al,indx,d)USEnrtypeINTEGER(I4B),INTENT(IN)::m1,m2INTEGER(I4B),DIMENSION(:),INTENT(OUT)::indxREAL(SP),INTENT(OUT)::dREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(INOUT)::aREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(OUT)::alENDSUBROUTINEbandecENDINTERFACEINTERFACESUBROUTINEbanmul(a,m1,m2,x,b)USEnrtypeINTEGER(I4B),INTENT(IN)::m1,m2REAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(IN)::xREAL(SP),DIMENSION(:),INTENT(OUT)::bREAL(SP),DIMENSION(:,:),INTENT(IN)::a