[教学]fortran计时间函数

FORTRAN是世界上最早出现的高级编程语言，是工程界最常用的编程语言，它在科学计算中（如航空航天、地质勘探、天气预报和建筑工程等领域）发挥着极其重要的作用。

经过40多年的发展，伴随着FORTRAN语言多次版本的更新及相应开发系统的出现，其功能不断完善，最新版本的开发系统几乎具备了VC、VB的所有特点，如图形界面编程、数据库等。

目前，工科院校开设的计算机编程语言课首选仍然是FORTRAN :<说实话，从科技发展的趋势来说这不是好事。

您可以设想一下，如果需要用鹅毛笔抄写大量的古籍是什么感受！强烈建议阅读《发掘C#特性赋予科学计算项目以威力》1 FORTRAN77四则运算符+ - * / ** (其中**表示乘方)在表达式中按优先级次序由低到高为： +或-→*或/→**→函数→()2 FORTRAN77变量类型隐含约定：I-N规则凡是以字母I，J，K，L，M，N六个字母开头的，即认为是整型变量，其它为实型变量。

用类型说明语句确定变量类型：可以改变I-N规则用IMPLICIT语句将某一字母开头的全部变量指定为所需类型如IMPLICIT REAL (I,J)三种定义的优先级别由低到高顺序为：I-N规则→IMPLICIT语句→类型说明语句，因此，在程序中IMPLICIT语句应放在类型说明语句之前。

数组的说明与使用使用I-N规则时用DIMENSION说明数组，也可在定义变量类型同时说明数组，说明格式为：数组名(下标下界,下标上界），也可省略下标下界，此时默认为1，例：DIMENSION IA(0:9),ND(80:99),W(3,2),NUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)REAL IA(10),ND(80:99)使用隐含DO循环进行数组输入输出操作：例如WRITE(*,10) ('I=',I,'A=',A(I),I=1,10,2)10FORMAT(1X,5(A2,I2,1X,A2,I4))使用DATA语句给数组赋初值变量表中可出现变量名,数组名,数组元素名,隐含DO循环，但不许出现任何形式的表达式：例如DATA A,B,C/,,DATA A/,B/,C/DATA A,B,C/3*CHARACTER*6 CHN(10)DATA CHN/10*'?????'/INTEGER NUM(1000)DATA (NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/3 FORTRAN77程序书写规则·程序中的变量名，不分大小写；·变量名称是以字母开头再加上1到5位字母或数字构成，即变更名字串中只有前6位有效；·一行只能写一个语句；·程序的第一个语句固定为PROGRAM 程序名称字符串·某行的第１个字符至第５个字符位为标号区，只能书写语句标号或空着或注释内容；·某行的第１个字符为Ｃ或＊号时，则表示该行为注释行，其后面的内容为注释内容；·某行的第６个字符位为非空格和非０字符时，则该行为上一行的续行，一个语句最多可有19个续行；·某行的第７至７２字符位为语句区，语句区内可以任加空格以求美观；·某行的第７３至８０字符位为注释区，８０字符位以后不能有内容。

FORTRAN简明教程
一、FORTRAN简介
FORTRAN，指程序设计语言，由IBM在1956年发明，主要用于科学计算、数值运算等。

它将汇编语言中的功能集成在一个简单的命令语句中，
减少了汇编语言的繁琐的编译过程。

它也是目前世界上最古老的计算机程
序设计语言。

FORTRAN由“Formula Translating System”派生而来，主要用于工
程和科学计算，非常适用于此领域的算法及数学公式的应用。

基于这种语言，开发者可以轻松描述数字问题，并同时检测、审核、维护和优化此代码。

二、FORTRAN的优缺点
1、优点
a.FORTRAN是一种很容易上手的程序设计语言，它的语言规范很容易
理解，而且简单易用。

b.FORTRAN支持大量数值操作，所以它在计算机科学和工程领域有广
泛的应用。

c.FORTRAN程序非常高效，它的优化程序可以提高程序运行效率，而
且运算速度很快。

d.FORTRAN支持很多的数据类型，这样可以更有效地操作和管理数据。

2、缺点
a.FORTRAN不支持图形用户界面（GUI），这样用户需要熟悉命令行，才能完成程序的编写。

FORTRAN是世界上最早出现的高级编程语言，是工程界最常用的编程语言，它在科学计算中（如航空航天、地质勘探、天气预报和建筑工程等领域）发挥着极其重要的作用。

经过40多年的发展，伴随着FORTRAN语言多次版本的更新及相应开发系统的出现，其功能不断完善，最新版本的开发系统几乎具备了VC、VB的所有特点，如图形界面编程、数据库等。

目前，工科院校开设的计算机编程语言课首选仍然是FORTRAN :<说实话，从科技发展的趋势来说这不是好事。

您可以设想一下，如果需要用鹅毛笔抄写大量的古籍是什么感受！强烈建议阅读《》1 FORTRAN77四则运算符+ - * / ** (其中**表示乘方)在表达式中按优先级次序由低到高为：+或-→*或/→**→函数→()2 FORTRAN77变量类型隐含约定：I-N规则凡是以字母I，J，K，L，M，N六个字母开头的，即认为是整型变量，其它为实型变量。

用类型说明语句确定变量类型：可以改变I-N规则用IMPLICIT语句将某一字母开头的全部变量指定为所需类型如IMPLICIT REAL (I,J)三种定义的优先级别由低到高顺序为：I-N规则→IMPLICIT语句→类型说明语句，因此，在程序中IMPLICIT语句应放在类型说明语句之前。

数组的说明与使用使用I-N规则时用DIMENSION说明数组，也可在定义变量类型同时说明数组，说明格式为：数组名(下标下界,下标上界），也可省略下标下界，此时默认为1，例：DIMENSION IA(0:9),ND(80:99),W(3,2),NUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)REAL IA(10),ND(80:99)使用隐含DO循环进行数组输入输出操作：例如WRITE(*,10) ('I=',I,'A=',A(I),I=1,10,2)10FORMAT(1X,5(A2,I2,1X,A2,I4))使用DATA语句给数组赋初值变量表中可出现变量名,数组名,数组元素名,隐含DO循环，但不许出现任何形式的表达式：例如DATA A,B,C/,,DATA A/,B/,C/DATA A,B,C/3*CHARACTER*6 CHN(10)DATA CHN/10*''/INTEGER NUM(1000)DATA (NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/3 FORTRAN77程序书写规则•程序中的变量名，不分大小写；•变量名称是以字母开头再加上1到5位字母或数字构成，即变更名字串中只有前6位有效；•一行只能写一个语句；•程序的第一个语句固定为PROGRAM 程序名称字符串•某行的第１个字符至第５个字符位为标号区，只能书写语句标号或空着或注释内容；•某行的第１个字符为Ｃ或＊号时，则表示该行为注释行，其后面的内容为注释内容；•某行的第６个字符位为非空格和非０字符时，则该行为上一行的续行，一个语句最多可有19个续行；•某行的第７至７２字符位为语句区，语句区内可以任加空格以求美观；•某行的第７３至８０字符位为注释区，８０字符位以后不能有内容。

Fortran 计时函数etime(fortran 77)例：call etime(tarray,t0)…………….Call etime(tarray,t1)print *, … Elapsed time:‟,t1-t0system_clock (fortran 90)cpu_time (fortran 95)例：call cpu_time(t0)…………….call cpu_time(t1)Print *, … Elapsed time:‟, t1-t0函数的具体参数可以参看编译软件Compaq Visual Fortran中的帮助文档和下面这段程序及其运行结果!关于计算程序所耗费的时间函数，具体可以参看帮助文档program systemclockinteger:: ic, crate, cmaxinteger(2) :: ic2, crate2, cmax2integer(4) :: ic4, crate4, cmax4integer::t1,t2call system_clock(t1)call system_clock(count=ic, count_rate=crate, count_max=cmax)call system_clock(count=ic2, count_rate=crate2, count_max=cmax2) call system_clock(count=ic4, count_rate=crate4, count_max=cmax4) call system_clock(t2)print *, t1, t2print *, ic, crate, cmaxprint *, ic2, crate2, cmax2print *, ic4, crate4, cmax4end program systemclock过一会儿再运行一下这段程序，其结果是可见，此台计算机上编译软件Compaq Visual Fortran的默认的integer是integer（4），计数率是10000（每秒计数10000次），最大计数值是2147483647。

Fortran,,,,,计时函数etime(fortran,,,,,77),,,,,例：call,,,,,etime(tarray,t0) ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,……………. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Call,,,,,etime(tarray,t1)print,,,,,*,,,,,,…,,,,,Elapsed,,,,,time:‟,t1-t0system_clock,,,,,(fortran,,,,,90)cpu_time,,,,,(fortran,,,,,95)例：call,,,,,cpu_time(t0) ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,……………. ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,call,,,,,cpu_time(t1)Print,,,,,*,,,,,,…,,,,,Elapsed,,,,,time:‟,,,,,,t1-t0函数的具体参数可以参看编译软件Compaq,,,,,V isual,,,,,Fortran中的帮助文档和下面这段程序及其运行结果!关于计算程序所耗费的时间函数，具体可以,,,,,参看帮助文档,,,,,program,,,,,systemclock,,,,,,,,,,integer::,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,ic,,,,,,crate,,,,,,cmax,,,,,,,,,,integer(2),,,,,::,,,,,ic2,,,,,,crate2,,,,,,cmax2,,,,,,,,,,integer(4),,,,,::,,,,,ic4,,,,,,crate4,,,,,,cmax4,,,,,,,,,,integer::t1,t2,,,,,,,,,,call,,,,,system_clock(t1),,,,,,,,,,call,,,,,system_clock(count=ic,,,,,,count_rate=crate,,,,,,count_max=cmax) ,,,,,,,,,,call,,,,,system_clock(count=ic2,,,,,,count_rate=crate2,,,,,,count_max=cmax2) ,,,,,,,,,,call,,,,,system_clock(count=ic4,,,,,,count_rate=crate4,,,,,,count_max=cmax4) ,,,,,,,,,,call,,,,,system_clock(t2),,,,,,,,,,print,,,,,*,,,,,,t1,,,,,,t2,,,,,,,,,,print,,,,,*,,,,,,ic,,,,,,crate,,,,,,cmax,,,,,,,,,,print,,,,,*,,,,,,ic2,,,,,,crate2,,,,,,cmax2,,,,,,,,,,print,,,,,*,,,,,,ic4,,,,,,crate4,,,,,,cmax4,,,,,,,,,,end,,,,,program,,,,,systemclock,,,,,过一会儿再运行一下这段程序，其结果是可见，此台计算机上编译软件Compaq,,,,,V isual,,,,,Fortran的默认的integer是integer（4），计数率是10000（每秒计数10000次），最大计数值是2147483647。

采用Fortran编程提取系统时间文一猪编程中我们往往需要提取系统时间，从而确定程序或子程序的运行时间。

我想在这里上有几个目的，比如说要对程序进行优化，当然你得先优化比较费时的子程序，或者你要直接从实际计算上计算出程序的复杂度，简单说就是计算时间同计算量的函数关系。

在这里给出关于采用Fortran95语言编写的提取系统时间程序。

Example1是网上帖子里的程序，不过该程序采用的time程序似乎不是Fortran95的标准程序。

在Example2给出的是自编的采用模块化编程调用cpu_time程序，使用F95的朋友可以很容易地将该程序嵌入到你们的程序中使用。

Mar. 14, 2013program TimeNowcharacter*8 :: nowinteger :: hh,mm,sscall time (now) ! 读系统时间write(*,*) now ! 写出时间字符串! 用字符变量now作为内部文件，从中将时、分、秒作为整数读出read(now,"(I2,1x,I2,1x,I2)") hh,mm,ss ! 字符转换为write(*,*) hh,mm,ss ! 写出时、分、秒的整数值stopend program TimeNow帖子：/club/showtxt.asp?id=70407/post-70559.htmlmodule get_timepublic display_timecontainssubroutine display_time()implicit nonedoubleprecision nowtimecall cpu_time(nowtime)write(*,'(1x,a,1e10.3)') "Now Time is ", nowtime returnend subroutineend moduleprogram test_get_timeuse get_timeimplicit doubleprecision (a-h, o-z), integer (i-n)call display_time()do i = 1,1000000do j = 1,2000x = dlog(1.1d0)enddoenddocall display_time()stop "The end!"end program第2 章Fortran 95 内函数本章列出了f95 编译器可识别的内函数名称。

FORTRAN是世界上最早出现的高级编程语言，是工程界最常用的编程语言，它在科学计算中（如航空航天、地质勘探、天气预报和建筑工程等领域）发挥着极其重要的作用。

经过40多年的发展，伴随着FORTRAN语言多次版本的更新及相应开发系统的出现，其功能不断完善，最新版本的开发系统几乎具备了VC、VB的所有特点，如图形界面编程、数据库等。

目前，工科院校开设的计算机编程语言课首选仍然是FORTRAN :<说实话，从科技发展的趋势来说这不是好事。

您可以设想一下，如果需要用鹅毛笔抄写大量的古籍是什么感受！强烈建议阅读《发掘C#特性赋予科学计算项目以威力》1 FORTRAN77四则运算符+ - * / ** (其中**表示乘方)在表达式中按优先级次序由低到高为： +或-→*或/→**→函数→()2 FORTRAN77变量类型2.1隐含约定：I-N规则凡是以字母I，J，K，L，M，N六个字母开头的，即认为是整型变量，其它为实型变量。

2.2用类型说明语句确定变量类型：可以改变I-N规则2.3用IMPLICIT语句将某一字母开头的全部变量指定为所需类型如IMPLICIT REAL (I,J)三种定义的优先级别由低到高顺序为：I-N规则→IMPLICIT语句→类型说明语句，因此，在程序中IMPLICIT语句应放在类型说明语句之前。

2.4数组的说明与使用使用I-N规则时用DIMENSION说明数组，也可在定义变量类型同时说明数组，说明格式为：数组名(下标下界,下标上界），也可省略下标下界，此时默认为1，例：DIMENSION IA(0:9),ND(80:99),W(3,2),NUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)REAL IA(10),ND(80:99)使用隐含DO循环进行数组输入输出操作：例如WRITE(*,10) ('I=',I,'A=',A(I),I=1,10,2)10FORMAT(1X,5(A2,I2,1X,A2,I4))2.5使用DATA语句给数组赋初值变量表中可出现变量名,数组名,数组元素名,隐含DO循环，但不许出现任何形式的表达式：例如DATA A,B,C/-1.0,-1.0,-1.0/DATA A/-1.0/,B/-1.0/,C/-1.0/DATA A,B,C/3*-1.0/CHARACTER*6 CHN(10)DATA CHN/10*''/INTEGER NUM(1000)DATA (NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/3 FORTRAN77程序书写规则∙程序中的变量名，不分大小写；∙变量名称是以字母开头再加上1到5位字母或数字构成，即变更名字串中只有前6位有效；∙一行只能写一个语句；∙程序的第一个语句固定为PROGRAM 程序名称字符串∙某行的第１个字符至第５个字符位为标号区，只能书写语句标号或空着或注释内容；∙某行的第１个字符为Ｃ或＊号时，则表示该行为注释行，其后面的内容为注释内容；∙某行的第６个字符位为非空格和非０字符时，则该行为上一行的续行，一个语句最多可有19个续行；∙某行的第７至７２字符位为语句区，语句区内可以任加空格以求美观；∙某行的第７３至８０字符位为注释区，８０字符位以后不能有内容。

Fortran基本用法小结目录：一、说明二、概述三、数据类型及基本输入输出四、流程控制五、循环六、数组七、函数八、文件一、说明本文多数内容是我读彭国伦《Fortran 95 程序设计》的笔记。

只读到第九章，主要是3~9章，都是最基本的用法（原书共16章）。

这里主要摘录了我看书过程中总结的一些Fortran和C不同的地方，主要是语法方面。

希望这份笔记能够给学过C但没有接触过Fortran的同学带去一些帮助。

要想得更清楚些，推荐看一下原书，觉得作者真的写得很好，很清楚；如果有C语言的基础，看完前九应该很快的，花一两天就行了。

觉得如果耐心看完本文，基本功能应该也可以顺利用起来了。

外，由于我之前没有用过Fortran，这次为了赶文档看书又看得很粗浅，大多数东西看过之后都没得及仔细想，只是按着作者的意思去理解。

所以这份笔记还处于纸上谈兵的层次。

如果有不妥的方，希望大家指正。

谢谢！文中蓝色的部分是程序代码，!后面的内容为注释。

二、概述1、名词解释Fortran=For mula Tran slator/Translation一看就知道有什么特色了：可以把接近数学语言的文本翻译成机械语言。

的确，从一开始，IBM设计的时候就是为了方便数值计算和科学数据处理。

设计强大的数组操作就是为了实现这一目标。

ortran奠定了高级语言发展的基础。

现在Fortran在科研和机械方面应用很广。

2、Fortran的主要版本及差别按其发展历史，Fortran编译器的版本其实很多。

现在在广泛使用的是Fortran 77和Fortran90。

ortran 90在Fortran 77基础上添加了不少使用的功能，并且改良了77编程的版面格式，所以编程时推荐使用90。

鉴于很多现成的程序只有77版本，有必要知道77的一些基本常识，至少保证能够看77程序。

以下是77和90的一些格式上的区别。

Fortran 77：固定格式（fixed format），程序代码扩展名：.f 或.for（1）若某行以C,c或*开头，则该行被当成注释；（2）每行前六个字符不能写程序代码，可空着，或者1~5字符以数字表明行代码（用作格式化输入出等）；7~72为程序代码编写区；73往后被忽略；（3）太长的话可以续行，所续行的第六个字符必须是"0"以外的任何字符。