C与FORTRAN的差别

我的Fortran基本用法小结周日, 10/14/2007 - 21:00 — gator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。

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。

一、Fortran的发展历史Fortran（Formula Translation）是一种编程语言，最初在1950年代由IBM开发。

它是世界上第一种广泛使用的高级编程语言，专门用于科学和工程计算。

Fortran的发展和演变可以追溯到上世纪50年代。

1. 1954年，IBM开发了Fortran 0的原型，并在1957年发布了Fortran I版本。

这是世界上第一种高级编程语言，为科学和工程计算提供了便利。

2. 1962年发布了Fortran II版本，引入了子程序（subroutines）和函数（functions）的概念。

这为程序员提供了更大的灵活性和模块化的能力。

3. 1966年发布了Fortran 66版本，这是第一个被ANSI（美国国家标准协会）认可的Fortran标准。

它引入了更多的数学函数、标准化输出和输入，以及更好的程序结构。

4. 1977年发布了Fortran 77版本，这个版本增加了对结构化编程的支持，引入了逻辑表达式、控制结构和一些新的内建函数。

5. 1990年发布了Fortran 90版本，这个版本是最重大的变革之一。

它引入了模块化的概念、动态内存分配、指针、以及其他一些现代编程语言所具备的特性。

6. 2004年发布了Fortran 2003版本，新增了一些新的特性，如对C 语言的互操作性、新的数组操作符等。

还引入了一些更为现代的编程特性，如异常处理、并行编程等。

7. 目前最新的版本是Fortran 2018，它在之前版本的基础上进一步完善和扩展了一些功能，使得Fortran更适合于现代科学和工程计算的需求。

二、C语言的发展历史C语言是一种通用的高级编程语言，由美国计算机科学家丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）于20世纪70年代初在贝尔实验室设计开发。

C 语言的设计目标是提供一种能以简洁方式编写系统软件的编程语言。

1. 1972年，贝尔实验室的丹尼斯·里奇开始设计C语言，并在1978年正式发布了第一个正式的C语言标准。

[转载]Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较收藏发信人: quasar (飞贼克斯), 信区: Fortran标题: Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较(转载)发信站: 南京大学小百合站 (Tue Jun 1 10:59:14 2004)瀚海星云 -- 文章阅读 [讨论区: MathTools]发信人: HuiCai (老灰菜), 信区: SciComp标题: Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较(转载)发信站: 瀚海星云 (2002年12月19日10:40:38 星期四), 站内信件【以下文字转载自 Fortran 讨论区】【原文由 HuiCai 所发表】Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较/develop/article/16/16085.shtm三十年来, 从 Fortran 77 开始, Fortran 成为了计算科学的主要语言.在这段时间里, Fortran 的数值能力变得非常稳定而且优于其它计算机语言; 最大的改变来自于不断增长的各种可靠的数值过程库的种类. Fortran 联合(union), 它的使用技巧, 扩充的数值库为计算科学赋予了良好的基础.可是在过去十几年中, 动态数据结构(特别是动态数组)的重要性不窜上升, UNIX 工作站, 复杂的交互式可视化工具, 以及更近的并行体系结构--Fortran 77 都没有实现--刺激了其它语言作为计算语言的使用, 最明显的一个例子是C. 最近C++ 也已经引起人们的兴趣, Fortran 通过发展到 Fortran 90来弥补它在现代科学计算方面的不足. 这部分的一个通常的工作是比较四种语言对科学计算的适应性的, 这四种语言是两个C 的代表(C, C++) 和两个Fortran的代表(Fortran 77, Fortran 90). 下面的表格总结了这种比较, 后面的内容试图合理地解释这种等级排序, 从最好(1)到最差(4)..功能 ------------ F77 - C - C++ - F90数值健壮性 ---- 2 ---- 4 --- 3 ----- 1数据并行性 ---- 3 ---- 3 --- 3 ----- 1数据抽象 ------- 4 ---- 3 --- 2 ----- 1面向对象编程 - 4 ---- 3 --- 1 ----- 2函数型编程 ---- 4 ---- 3 --- 2 ----- 1平均等级 ------ 3.4 - 3.2 - 2.2 -- 1.21 数值健壮性Numeric Polymorphism(数值多态性)中是一个给定一个通用名称的几种版本的图形平滑过程的例子. 这里描述的通用能力是作为Fortran 90提供的一种额外的数值健壮性超过Fortran 77和C的特性. Fortran 77, Fortran 90 , 和 C 版本的SMOOTH子过程也在下面给出, 用于比较. (注意, Fortran 90版使用了第4部分描述的并行性)数值多态性, 加上实际类型的参数, 小数精度选择, 和数字环境变量检查等, 证明了Fortran 90排在这四种语言中的第一位. Fortran 77 列在第二为的原因在于它支持复杂变量, 这在很多计算科学应用中是很重要的. C ++ 把 C 挤出了第三位是由于它在通常领域多态性上的能力.2 数据并行化部分在这四种语言中, 只有Fortran 90具有对科学计算有价值的数据并行能力; 其它三种语言在这方面的特性基本上是一样的, 即全都没有. 这解释了四种语言在这个方面的排名.这里是完成高斯消去的一套Fortran 77 和 C 过程:****************************************************************** 编程决定正确的子过程处理过程: pivot.f , triang.f , 和 back.f. ** 子过程决定一系列同步方程的解*******************************************************************234567PROGRAM testgINTEGER IMAX, JMAXPARAMETER (IMAX = 3, JMAX = 4)REAL matrix(IMAX, JMAX)REAL matrix(IMAX)INTEGER i, j, nDATA ( ( matrix(i,j), j = 1, JMAX), i = 1, IMAX)+ /-1.0, 1.0, 2.0, 2.0, 3.0, -1.0, 1.0, 6.0,+ -1.0, 3.0, 4.0, 4.0/n = IMAXwrite(*,*) \"The original matrix,\",n,\"by\",n=1,\":\"call wrtmat(matrix, n, n +1)call pivot(matrix, n)write(*,*) \"The matrix after pivoting:\"call wrtmat(matrix, n, n +1)call triang(matrix, n)write(*,*) \"The matrix after lower triangulation:\"call wrtmat(matrix, n, n + 1)call back(solvec, matrix, n)write(*,*) \"The solution vector after back substitution:\"write(*,*) \"********************************************\"write(*,*) (solvec(i), i = 1, n)write(*,*) \"********************************************\"end******************************************************************** *子过程决定第一列系数矩阵的最大值, 把最大值所在的行和第一行交换, **处理器然后重复对其他的行和列做这种处理, 对于每一次叠代, 列的位置**和行的位置增加一(即, 第1行-第1列, 然后第2行-第2列, 然后第3行-第 **3列, 等 ********************************************************************* *234567SUBROUTINE pivot(matrix, n)INTEGER i, j, k, nREAL matrix(n, n + 1), maxval, tempvaldo 10, j = 1, nmaxval = matrix(j,j)do 20, i = j + 1, nif (maxval .lt. matrix(i,j)) thenmaxval = matrix(i,j)do 30, k = 1, n + 1tempval = matrix(i,k)matrix(i,k) = matrix(j, k)matrix(j,k) = tempval30continue20 continue10 continueend****************************************完成一个输入矩阵的低级分解的子过程 *****************************************234567SUBROUTINE triang(matrix, n)INTEGER i, j, k, nREAL matrix(n, n + 1), pivot, pcelemdo 10, j = 1, npivot = matrix(j,j)do 20, k = j + 1, n + 1matrix(j,k) = matrix(j,k) / pivot20 continuedo 30, i = j + 1, npcelem = matrix(i,j)do 40, k = j + 1, n + 1matrix(i,k) = matrix(i,k) - pcelem * matrix(j,k)40 continue30continueend********************************************************** * 子过程从一个已经经历了低级分解的参数矩阵计算一个解向量 *********************************************************** *234567SUBROUTINE back(solvec, matrix, n)REAL solvec(n), matrix(n, n + 1), sumsolvec(n) = matrix(n, n + 1)do 10, i = n -1, 1, -1sum = 0.0do 20, j = i + 1, nsum = sum + matrix(i, j) * solvec(j)20 continuesolvec(i) = matrix(i, n + 1) - sum10 continueend*********************************************************** * 测试子过程bisec.f的程序, bisec.f 决定一个方程(f.f中)的解** 可是这个函数确实假设函数-f由两个值支撑. 即在用户给定的终** 点之间的解不超过一个************************************************************ *234567PROGRAM testbsREAL xleft, xrightREAL fEXTERNAL fwrite(*,*) \"Please enter an initial left and right value:\"read(*,*) xleft, xrightcall bisec(f, xleft, xright)end这里是同一个算法的C 过程:/********************************************************* 决定三个函数(pivot.c, triang.c, back.c)正确处理的程序 ** 这些函数决定了一系列同步方程的解*********************************************************/#include <stdio.h>#define IMAX 3#define JMAX 4float matrix[IMAX][JMAX] = {{-1.0, 1.0, 2.0, 2.0 },{3.0, -1.0, 1.0, 6.0 },{-1.0, 3.0, 4.0, 4.0 }};float solvec[IMAX] = { 0.0, 0.0, 0.0 };main(){void wrt_output(void);void pivot(void);void triang(void);void back(void);void wrt_vector(void);(void)printf("The original matrix %d by %d :\n", IMAX, JMAX);(void)wrt_output();(void)pivot();(void)printf("The matrix after pivoting:\n");(void)wrt_output();(void)triang();(void)printf("The matrix after lower decomposition:\n");(void)wrt_output();(void)back();(void)printf("The solution vector after back substitution:\n");(void)wrt_vector();}/*********************************************************** * 决定参数矩阵中第一列的最大元素并移动第一列含有最大值的行 ** 到第一行. 然后重复对其他的行和列做这种处理, 对于每一次叠 ** 代, 列的位置和行的位置增加一(即, 第1行-第1列, 然后第2行- ** 第2列, 然后第3行-第3列, 等*************************************************************/ void pivot(){int i, j, k;float maxval, tempval;for(j = 1; j < IMAX; j++) {maxval = matrix[j][j];for ( i = (j + 1); i < IMAX; i++) {if ( maxval < matrix[i][j] ) {maxval = matrix[i][j];for( k = 0; k <= IMAX; k++) {tempval = matrix[i][k];matrix[i][k] = matrix[j][k];matrix[j][k] = tempval;}}}}}/************************************ 完成一个输入矩阵的低级分解的函数 *************************************/void triang(void){int i, j, k;float pivot, pcelem;for ( j = 0; j < IMAX; j++) {pivot = matrix[j][j];for ( k = ( j + 1 ); k <= IMAX; K++) {matrix[j][k] = matrix[j][k] / pivot;}for ( i = ( j + 1 ); i < IMAX; i++) {pcelem = matrix[i][j];for ( k = ( j + 1 ); k <= IMAX; k++) {matrix[i][k] = matrix[i][k] - ( pcelem * matrix[j][k] );}}}}/********************************************************* * 子过程从一个已经经历了低级分解的参数矩阵计算一个解向量 **********************************************************/ void back(void){int i, j;float sum;solvec[IMAX - 1] = matrix[IMAX - 1][JMAX -1];for ( i = (IMAX -1); i > -1; i--) {sum = 0.0;for ( j = (i + 1); j < IMAX; j++) {sum = sum + matrix[i][j] * solvec[j];}solvec[i] = matrix[i][IMAX] - sum;}}void wrt_output(void){int i, j;(void)printf("**************************************\n");for ( i = 0; i < IMAX; i++) {for ( j = 0; j < (JMAX - 1); j++) {(void)printf("%f", matrix[i][j]);}(void)printf("%f\n", matrix[i][JMAX - 1]);}(void)printf("****************************************\n"); }void wrt_vector(void);{(void)printf("*************************************\n");(void)printf("%f", solvec[0]);(void)printf(" %f", solvec[1]);(void)printg(" %f\n", solvec[2]);(void)printf("****************************************\n");}/************************************************************ 测试函数bisec.f的程序, bisec.f 决定一个方程(f中)的解** 可是这个函数确实假设函数-f由两个值支撑. 即在用户给定的终 ** 点之间的解不超过一个 *************************************************************/#include <stdio.h>#include <math.h>main(){void bisec(float init_left_val, float init_right_val);float f(float value):float xleft, xright;char line[100];(void)printf("Please enter an initial left and right value:");(void)fgets(line, sizeof(line), stdin);(void)sscanf(line, "%f %f", &xleft, &xright );(void)bisec(xleft, xright);return(0);}3 数据抽象Fortran 90有一个非常使用的，使用简单的数据抽象能力。

fortran转c语言规则
1.数据类型的转换：Fortran中的数据类型在C语言中有对应的数据类型，但是它们的存储方式和取值方式可能会有所不同。

在进行转换时需要注意数据类型的兼容性。

2. 数组的转换：Fortran中的数组是列主序的，而C语言中的
数组是行主序的，因此在进行转换时需要对数组的存储方式进行转换。

3. 函数的转换：Fortran中的函数和C语言中的函数有很大的
差异，因此在进行转换时需要对函数的名称、参数、返回值等进行转换。

4. 控制结构的转换：Fortran中的控制结构和C语言中的控制
结构有很大的差异，因此在进行转换时需要对控制结构的语法和用法进行转换。

5. 文件操作的转换：Fortran中的文件操作和C语言中的文件
操作有很大的差异，因此在进行转换时需要对文件的打开、关闭、读写等操作进行转换。

总之，在进行Fortran转C语言的转换时，需要根据两种语言的语法、语义和用法进行逐一对比，找出它们之间的差异，并进行相应的转换处理。

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fortran转c语言规则
1.Fortran中变量名必须以字母开头，且长度不超过6个字符；C语言中变量名可以以字母或下划线开头，且长度没有限制。

2. Fortran中的数组下标从1开始，而C语言中的数组下标从0开始。

3. Fortran中的字符串以单引号括起来，C语言中的字符串以双引号括起来。

4. Fortran中的函数调用时，参数传递采用按位置传递的方式，而C语言中的函数调用采用按值传递的方式。

5. Fortran中的函数名不区分大小写，而C语言中的函数名区分大小写。

6. Fortran中的逻辑运算符为 .AND.、.OR.、.NOT.，而C语言中的逻辑运算符为 &&、||、!。

7. Fortran中的循环语句为 DO，而C语言中的循环语句为 for、while、do-while。

8. Fortran中的文件操作采用 OPEN、CLOSE、READ、WRITE 等语句，而C语言中的文件操作采用 fopen、fclose、fread、fwrite 等函数。

9. Fortran中的程序入口为 PROGRAM，而C语言中的程序入口为 main 函数。

10. Fortran中的注释以 ! 开头，C语言中的注释以 // 或
/*...*/ 开头。