C语言和Fortran语言的差异 1 - 编程入门网

fortran 语言编程Fortran 语言编程Fortran（Formula Translation）是一种面向科学计算和工程计算的高级编程语言。

它于1957年诞生于IBM，是最早被广泛采用的科学计算语言之一，目前已经发展到第四个版本（Fortran 2018）。

Fortran是一种编译型语言，它通过编写源代码并使用编译器将其转换成机器语言来执行。

本文将详细介绍Fortran语言的基础知识、语法规则和常用的编程技巧，以帮助读者了解和掌握这门强大的科学计算语言。

第一步：安装Fortran编译器要开始编写和运行Fortran程序，首先需要安装Fortran编译器。

有多种Fortran编译器可供选择，其中最常用的是GNU Fortran（gfortran）和Intel Fortran Compiler（ifort）。

可以从官方网站或其他可信的来源获得这些编译器的安装程序，并按照提示进行安装。

第二步：编写并编译Fortran程序在开始编写Fortran程序之前，需要了解Fortran的基本语法规则。

Fortran使用固定格式或自由格式，固定格式的源代码按照列格式排列，每行的前6列被保留用于行号和注释，从第7列开始是可执行代码。

自由格式没有列格式的限制，更加灵活，但在编译阶段需要指定自由格式。

下面是一个简单的Fortran程序示例，用于计算并输出两个数的和：fortranprogram additionimplicit noneinteger :: a, b, sumprint *, "Enter two numbers:"read *, a, bsum = a + bprint *, "The sum is:", sumend program addition将以上代码保存为一个以.f90为后缀名的文件（例如addition.f90），然后使用编译器将其编译成可执行程序。

编程语言的性能对比在当今科技发展的时代，编程语言的选择变得越来越重要。

不同的编程语言具有不同的性能特点，这直接影响着软件和应用程序的运行效率和用户体验。

本文将对几种常见的编程语言进行性能对比，并分析它们的优缺点。

一、C语言C语言是一种快速、高效、通用的编程语言。

它以其卓越的性能而闻名，被广泛应用于操作系统、嵌入式系统和高性能计算等领域。

C 语言的内存管理机制相对自由，程序员可以直接操作内存，能够高度优化代码，使其运行速度更快。

然而，C语言相对较低级，需要程序员手动管理内存，容易出现错误。

此外，C语言对于初学者来说学习曲线较陡峭，相对不够友好。

二、C++语言C++语言是在C语言的基础上发展而来，兼具了高效性和面向对象的特点。

相比于C语言，C++具有更加丰富的特性和更优秀的效率。

C++语言支持面向对象编程，可以通过类和对象实现封装、继承和多态等特性，提高了代码的复用性和可扩展性。

C++也是一种编译型语言，其执行速度较快。

然而，C++语言的语法复杂，学习门槛较高。

由于其灵活性，代码的编写和调试相对较为复杂。

三、Java语言Java语言是一种跨平台的高级编程语言。

它具有良好的可移植性和安全性，并且易于学习和理解。

相比于C和C++，Java语言采用了垃圾回收机制，自动管理内存，减少了内存泄漏的风险。

然而，由于Java虚拟机的存在，Java程序的执行效率相对较低，对于某些对性能要求极高的应用来说，可能不太适合。

四、Python语言Python语言是一种简洁、易读的高级编程语言。

它的语法简单优雅，减少了代码的书写量，大大提高了开发效率。

Python具有丰富的第三方库和框架，可以快速构建各类应用程序。

然而，由于Python是一种解释型语言，相对于编译型语言而言，其执行速度较慢。

因此，在对性能要求较高的应用中，Python可能不是最佳选择。

五、Go语言Go语言是一种由谷歌开发的并发编程语言。

它具有高效的网络编程能力和优异的并发性能。

用于科学和工程计算的主要语言
于科学和工程计算的主要语言包括：
1、C语言：C语言是一种通用的、高级的编程语言,广泛
应用于科学和工程计算中。

C语言具有较高的运行效率,可以满足科学和工程计算中对计算速度要求较高的场合。

2、Python：Python是一种解释型的编程语言,具有较简
单的语法和丰富的第三方库,广泛应用于科学和工程计算中。

Python提供了大量的数据分析工具和可视化库,可以方便地
进行数据分析和可视化。

3、Matlab：Matlab是一种专门用于科学和工程计算的编程语言和环境。

Matlab提供了大量的数学函数和工具,可以
方便地进行数学建模和计算。

4、R语言：R语言是一种专门用于统计分析和数据可视化的编程语言。

R语言提供了大量的统计分析函数和可视化工具,可以方便地进行数据分析。

在科学和工程计算中,除了上述几种常用的编程语言,还
有其他一些较少使用的语言。

例如：
1、Fortran：Fortran是一种专门用于科学计算的编程语言,拥有比较优秀的数值计算能力。

Fortran在科学和工程计算中有着悠久的历史,但随着其他语言的发展,Fortran在科
学和工程计算中的应用范围较小。

2、Lisp：Lisp是一种通用的编程语言,有着较简单的语法和较强的递归能力。

主要用于数值计算的高级语言主要用于数值计算的高级语言有很多种，其中一些常见的包括Python、C++、Fortran、MATLAB等。

这些语言都具有强大的数值计算能力，并广泛应用于科学计算、工程、数学、数据分析等领域。

1.Python：Python是一种解释型、高级编程语言，其语法简单明了，易于学习。

Python具有强大的科学计算库，如NumPy和SciPy，可以进行大规模的数值计算和数据分析。

2.C++：C++是一种编译型语言，其特点是具有高度的灵活性和底层访问能力。

C++有大量的数学库，如Boost和LAPACK，可以用于进行复杂的数值计算和矩阵运算。

3.Fortran：Fortran是另一种用于数值计算的高级编程语言，它最初是为科学计算而设计的。

Fortran具有高效的科学计算库，如LAPACK和BLAS，可以进行大规模的矩阵运算和线性代数计算。

4.MATLAB：MATLAB是一种主要用于数值计算的编程语言和环境，它具有强大的矩阵运算和可视化能力。

MATLAB广泛应用于信号处理、图像处理、控制系统等领域。

这些语言各有特点和优势，选择哪种语言主要取决于具体的应用场景和需求。

例如，Python由于其易学易用和丰富的科学计算库，在数据科学和机器学习领域非常流行；C++在需要高性能计算的领域中广泛使用；Fortran在科学计算和工程领域仍然占有一席之地；而MATLAB则在数学和工程领域广泛应用。

这些高级语言都是非常强大的工具，它们为数值计算提供了丰富的功能和灵活性。

然而，它们也需要一定的学习和实践才能熟练掌握。

因此，对于初学者来说，建议选择一种易于学习且具有广泛支持的语言，如Python或MATLAB，并逐步深入学习其他语言。

编程语言fortranFortran是一种高级编程语言，由IBM公司在20世纪50年代开发。

Fortran代表Formula Translation，是一种科学计算语言，被广泛用于数值计算、机器学习、大数据分析等领域。

Fortran语言具有开发效率高、程序运行效率高的特点，被认为是数值计算领域的“黄金语言”。

Fortran的语法类似于其他编程语言，通常包括三个部分：输入、处理和输出。

Fortran的输入是从文件中读取数据；处理是实际的计算过程；输出是把结果输出到文件或屏幕上。

下面我们来详细介绍一下Fortran语言的一些特性。

1. 高效的数值计算能力Fortran语言主要用于数值计算和科学工程计算，它具有高效的数值计算的能力。

Fortran在设计时注重了数据布局和内存管理的优化，因此它可以在处理大规模数据时更加高效。

此外，Fortran的语言特性也使得它能够更容易地进行矩阵计算、线性代数运算、积分和微分等复杂的数值计算操作。

2. 编译型语言Fortran是一种编译型语言，这意味着在运行程序之前需要把源代码编译成可执行代码。

这使得Fortran程序经过编译后可以运行得更快，尤其是在进行复杂的数值计算时。

3. 面向过程的语言Fortran是一种面向过程的编程语言。

这意味着程序通过定义过程和函数，从而组合成一个完整的程序。

Fortran中的程序常常是按照函数、子程序和数据块来组织的。

有时也会使用结构体和指针等高级结构体。

4. 关键字和注释Fortran中有很多保留关键字，如IF、DO、READ、WRITE等，这些关键字都有自己的含义和用途。

此外，Fortran还支持使用注释来对代码进行注释和说明，注释可以使用“！”表示，包含在“!”后面的内容都将被视为注释。

5. 数据类型Fortran支持多种数据类型，包括整型(integers)、实型(real numbers)、复数(complex numbers)、逻辑型(logical values)等。

fortran编程语言Fortran编程语言是一种高级程序设计语言，它的名称源自“Formula Translation”的缩写。

Fortran是第一种广泛使用的高级程序设计语言，也是第一个编译型语言。

Fortran主要用于科学、工程和数值计算领域的大型计算机应用程序。

Fortran语言的历史可以追溯到20世纪50年代初期，当时美国空军和IBM公司合作开发了最早的Fortran编译器。

随着计算机技术不断发展，Fortran也不断更新和升级，目前最新版本是Fortran 2018。

Fortran语言具有以下特点：1. 数字处理能力强：Fortran最初就是为数值计算而开发的，因此它在数字处理方面具有很强的能力。

它支持浮点数、复数等数据类型，并提供了丰富的数学函数库。

2. 高效性：由于Fortran是一种编译型语言，所以它可以生成高效的机器代码。

这使得它在大规模科学计算中表现出色。

3. 可移植性：由于Fortran标准化程度较高，并且有许多不同厂商实现了该标准，因此使用Fortran编写的程序可以在不同平台上运行。

4. 大型程序支持：Fortran支持大型程序的开发和维护，它具有丰富的模块化机制和面向对象编程的特性。

Fortran语言的基本语法结构与其他编程语言类似，包括变量定义、数据类型、运算符、控制结构等。

以下是一些Fortran代码示例：1. 变量定义INTEGER :: i, jREAL :: x, y2. 数据类型INTEGER :: a = 10REAL :: b = 3.14COMPLEX :: c = (1.0, 2.0)3. 运算符i = j + 1x = y * 2.0z = a ** b4. 控制结构IF (x > y) THENPRINT *, "x is greater than y"ELSEIF (x < y) THENPRINT *, "y is greater than x"ELSEPRINT *, "x and y are equal"END IFDO i = 1, 10, 2PRINT *, iEND DOFortran还提供了许多高级特性，例如模块化编程、过程指针、面向对象编程等。

C与其他编程语言的比较优势与劣势分析在计算机编程领域，有众多的编程语言可供使用，每种编程语言都有其独特的特点和适用的领域。

而C语言作为一种广泛使用的编程语言，具有自身的优势和劣势。

本文将就C语言与其他编程语言进行比较，分析其优势与劣势。

一、C语言的优势1. 简洁高效：C语言注重底层，以及对计算机系统的直接控制，具有较高的执行效率和性能。

其语法简洁，能够进行底层的内存管理和操作，适用于开发底层系统和高性能应用。

2. 强大的指针操作能力：C语言拥有强大的指针操作能力，允许直接对内存进行操作，实现对底层系统和硬件的灵活控制。

这也为C语言提供了广泛的应用场景，如嵌入式系统开发等。

3. 与硬件接口紧密：C语言能够与硬件接口紧密结合，调用底层的汇编指令，实现对硬件设备的直接读写和控制。

这使得C语言成为开发驱动程序和嵌入式系统的首选语言。

4. 丰富的库支持：C语言拥有众多的开源和商业库，提供了丰富的函数和数据结构，便于开发者开发各种复杂的应用。

同时，C语言也具备良好的兼容性，可以方便地与其他语言进行接口调用和混合编程。

二、C语言的劣势1. 缺乏内置的面向对象机制：C语言是一种面向过程的编程语言，缺乏内置的面向对象机制。

虽然可以通过结构体和函数指针等方式来实现面向对象的编程思想，但相对于一些专门的面向对象语言，如Java和C++，使用起来不够便捷和直观。

2. 容易出现指针和内存管理错误：由于C语言对指针的灵活使用，容易出现指针相关的错误，如空指针引用、野指针等。

同时，C语言需要手动管理内存，容易出现内存泄漏和内存溢出等问题，需要开发者具备较高的内存管理能力。

三、C语言与其他编程语言的比较1. C语言与Java的比较：C语言注重底层操作和性能，适用于开发系统级和嵌入式应用，而Java更注重跨平台性和开发效率，适用于大型企业级应用。

此外，C语言需要手动管理内存，而Java具有自动垃圾回收机制，开发起来更加简单方便。

[转载]Fortran程序基本特点及不同版本之间的区别原⽂地址：Fortran程序基本特点及不同版本之间的区别作者：caodanping_7141、F77和F90的区别名称：F77固定格式（fixed format），程序代码扩展名：.f或.for，F90⾃由格式（free format），扩展名：.f90格式：F77每⾏前六个字符不写程序代码，可以空着或者1-5字符使⽤数字来标注⾏代码（⽤作格式化输⼊出等），7-72为程序代码编写区，73⾏后被忽略，超过的话可以续⾏，F90每⾏可132字符注释：F77以C,c或*开头的⾏被当成注释；F90以"!"引导注释，也可放在⾏尾续⾏：F77所续⾏的第六个字符是"0"以外的字符，通过⽤+表⽰，F90以&续⾏，放在该⾏末或下⾏初均可变量名：F77⽀持6个字符长，F90⽀持31个字符长常数：F90中PARAMETER可以做形容词，和变量声明同时写在⼀起Real, parameter :: pi=3.1415926关系运算符：F90： == /= > >= < <= (更接近标准的数学符号)F77： .EQ. .NE. .GT. .GE. .LT. .LE.逻辑运算符：.AND. .OR. .NOT. .EQV. .NEQV.变量声明赋值：（1）integer： kind=1,2,4（长整型）F90: integer(kind=2) aInteger(kind=4)::a=15（加上两个冒号可以在定义时就直接赋值）F77: integer*2 b or integer(2) c⽤DATA命令单独赋值（属于声明），data b,c /1, 2.0/Fortran规定变量名以字母IJKLMN六个字母开头的即认为是整型变量（I-N规则），其他字母开头的为实型变量（2）real：kind=4，8（双精度）/real* 8=double precision(1.23E3/1.23D3)F90：real(kind=4) a， F77：real*4 a or real(4) a（3）complex kind=4，8（双精度）F90: complex(kind=4) a a=(3.1,2.5)（4）character len为最⼤长度(26个字母，数字0-9，专⽤字符13个：空格'$()+-*/,=.:)F90: character(len=10) c c=”Hello”， F77: c=’Hello’（5）logical kind=4,2（最少只需要1即可）F90: logical(kind=4) a a=.true.（6）⾃定义类型type：类似于C中的structF90: type::person ……引⽤时变量和元素直接以%区隔，visual fortran可以⽤.来表⽰全局变量全局变量：F77采⽤command来声明全局变量，编译器只提供内存共享⽽不去检查数据类型，使⽤时需要注意定义的是否⼀主程序和主程序中致，⽽F90则提供了module（不是函数，⽤于封装程序模块），可以把全局变量都声明在module中，这样主程序和主程序中就不需要编写重复的程序代码来声明全局变量就不需要编写重复的程序代码来声明全局变量了，函数在需要使⽤时只需要⽤use来调⽤该module_name即可：module module_name...end module还可以把功能上相关的函数放在同⼀个module模块中，程序想要调⽤时use该module才能调⽤，这样⽐较符合模块化的概念，在该module中⽤contains引导函数即可。

/c.htm2. C语言和Fortran语言的差异由于两者产生的背景不同，它们是存在差异的，在比较了几组源代码之后，主要有以下体会：C 最大的优点在于灵活，不但可以藉由 struct 来定义新的数据结构，同时 C 的pointer 更可以让我们自由而且有效率地处理大数据。

而在 UNIX 系统中，由于整个操作系统绝大部分就是 C 写出来的，故我们也有方便的 C 函数库，直接使用系统资源与享受系统带来的服务，以做到一些低阶、快速的动作。

而FORTRAN从一开始就用于科学计算，它与C的差异主要表现为：* 复数运算的速度* 程序参数与字串* 内存的动态管理* 多维阵列的处理* 函数调用与参数传递2.1. 复数运算的速度在进行复数运算的时候，C++ 可以定义复数的 class，还可以重新定义所有的四则运算式，复杂的算式也可以做到由一个表达式来解决。

但它的重新定义复数四则运算是用函数来做的，使用函数来调用其速度很慢，除非采用 inline function 的方式，但会遇到以下的问题：要先将这个算式拆解，分别算过后再重组结果，故表面上程序代码很简洁，但实际上是 compiler做了很多工作，还是要付出相当的计算时间代价的。

至于 Fortran，最大的优点在于复数 (complex number) 的运算，复数是 Fortran 的基本数据类型之一，这正是 C 所缺乏的 (C 基本上只有实型与整型类型而已)。

虽然C 也可以由 struct 的定义，达到复数四则运算的目的，但却很可能牺牲了程序效能，或者是程序写起来相当繁杂降低可读性。

因此，在大量而且要求高速的复数运算场合， Fortran 实际上比 C 还要适合。

然而既然复数已是 Fortran 基本数据类型之一，则 Fortran compiler在设计上可以做到对复数特别的 optimization，例如如果遇到较短的复数运算式，它可以用“心算”直接得出 real_part 与 imag_part 的 expression，像这样:real(a) =……；imag(a) = …….如此只需两步就得到结果。

C语言优缺点C语言具有以下优点：1.简洁紧凑、灵活方便：C语言只有32个关键字，9种控制语句，程序书写自由，主要用小写字母表示。

2.运算符丰富：C的运算符包含的范围很广泛，共有34种运算符。

C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。

从而使C的运算类型极其丰富，表达式类型多样化，灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。

3.数据结构丰富：C的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等，能用来实现各种复杂的数据类型的运算，并引入了指针概念，使程序效率更高。

另外C语言具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器，且计算功能、逻辑判断功能强大。

4.C是结构式语言：结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。

这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。

C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。

5.C语法限制不太严格，程序设计自由度大：虽然C语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。

6.生成目标代码质量高，程序执行效率高：一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10%-20%，执行快速且占用内存少。

7.标准化有效促进了C程序在各类C语言编译器间的可移植性：同时C语言编译器规模小且容易编写也有力地支撑了C程序跨硬件、跨操作系统的可移植性。

然而，C语言也存在一些缺点：1.容易出错：C语言对程序员的要求比较高，容易出现一些错误，如指针越界、内存泄漏等。

2.语言复杂度高：C语言的语法和数据类型比较多，需要花费一定的时间和精力来学习和掌握。

3.缺乏内置的安全特性：C语言缺乏内置的安全特性，需要程序员自己编写代码来保证安全性，比如进行输入验证、防止缓冲区溢出等。

4.缺少面向对象的特性：C语言不支持面向对象的编程，无法使用类、继承、多态等特性，使得开发大型复杂项目时缺乏一些便利。