Selection Structures in Fortran 90

INTENT(IN)：作为子程序的输入(不得再改变其值) INTENT(OUT)：子程序的输出（对应的实元不能是表 达式） INTENT(INOUT)：子程序的输入输出 例：REAL,INTENT(IN)::X,Y
Fortran 90
子程序程序体的写法
分为说明部分和执行部分。 1、说明部分应对程序体内一切变量、数组等实体 （包括虚元）作出说明，同时还要说明函数结果 变量名，但不可说明函数名。 2、执行部分中必须对函数结果名至少赋值一次。
例2．计算y=f（x）+g（x）值。
其中
f（x）=x+sin30° x+1，f(x)>0 g（x）= 0， f(x)=0 x-1， f(x)<0 要求用外部函数求g（x）的值。
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PROGRAM MAIN IMPLICIT NONE REAL::X,Y,F,G,GF READ*,X F=X+SIN(30*3.1415926/180) G=GF(X,F) Y=F+G G,GF不能同名 PRINT*,Y END
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最简单的源程序的结构
主程序： 单位定义 说明部分 子程序： 计算或处理
输入
调用子程序 输出 END
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子程序分类
用于完成复杂的计算
1、函数子程序
分为内部函数子程序 外部函数子程序 2、子例行子程序 分为内部子例行子程序 外部子例行子程序
返回 一个或多个值
用于完成复杂计算 ，返回一个或多个 值，或用于其它数 据处理
247.0
4.0
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6.3 完成复杂 计算任务，返回一个或多个值，或用于其它数 据处理

2.1.2 符号常量
￡ 符号常量，是用一个标识符来代表一个常量。符号常量常用 PARAMETER语句来定义。例如： PARAMETER (PI=3.1416，M=10)
￡ 该语句定义了两个符号常量PI和M，在该程序单位内，PI代表3.1 416，M代表10
￡ PARAMETER为特有的常量定义标识，要定义的项必须放在（） 内，如果有多项，项之间要用逗号隔开。
FORTKAINND值中字变节量二的进位类型精度的定义取有值三范种围(方绝对式值：)
1.
类型说4 明语4句
8
8
32 64
7位 15位
0，[10-38，10+38] 0，[10-308，10+308]
￡格式为：类型说明符 变量名1，变量名2…
说明：大于最大值，产生上溢错，小于最小值，按0处理。
￡其中类型说明字为：
￡ 符号常量与变量有着本质的区别，PARAMETER语句是非执行语 句，变量对应于一个存储单元，程序执行时，可将表达式的值存 放到变量所对应的存储单元中（即给变量赋值）或从变量所对应 的存储单元中取出相应的值。 符号常量不能当变量使用
例1 输入圆柱体的半径和高，求圆柱体的表面积和体积
PROGRAM fex REAL R, H, S, V PARAMETER (PI=3.141593) PRINT *, “请输入半径和高：” READ *, R, H S=PI*R*2*H V=PI*R**2*H PRINT *, “表面积为：”, S PRINT *, “体积为：”, V END
SIN(x)
实型 求正弦
sinx
SQRT(x)
实型 求平方根 √x
TAN(x)
实型 求正切

3.语句函数表达式 语句函数表达式说明函数与参数的对应关系，在函数表达式中，可以包含常量、 变量、函数虚参(虚参必须包含在表达式中)、FORTRAN 90内在函数、数组以及 前面已经说明了的语句函数。 4.关于语句函数的进一步说明 （1）只有当函数关系简单，可以用一个语句描述函数与参数的对应关系时， 才能使用语句函数。 （2）语句函数是非执行语句，语句函数的定义语句要放在一个程序单位的 所有其他说明语句之，并放在所有可执行语句之前。 （3）语句函数只有在本程序单元中才有意义。也就是说，不能使用其他程 序单元中的语句函数。
8．2．2 函数子程序的调用
定义函数子程序的目的是为了调用。不仅主程序可以调用一个函数子程序， 函数子程序也可以调用其它的函数子程序，甚至于还可以调用本身(递归调 用)。调用程序称为主调程序单元，而被调用的函数子程序称为被调程序单 元。调用一个函数子程序的方法和调用内在函数和语句函数的方法基本相 同： 1． 调用时应该用实参代替函数子程序定义部分的虚参，实参和虚参的类 型要相同。 和语句函数一样，实参可以是常量、变量、表达式等。 2． 调用程序单位中的变量不能与函数子程序同名。函数值的类型由函数 定义程序单元决定，与调用程序单元无关。 3． 当函数名的类型不满足I—N隐含规则时，在调用程序单元中要对函数 名的类型给出说明(如例 8.4 中的主程序EXAM3的第2句。)
1.语句函数名
在语句函数定义格式中，f称为函数名，函数名的组成规则与变量名相同。 如果没有在语句函数定义语句前用类型语句说明该函数名的数据类型，则 该语句函数的函数值的类型按其函数名遵守I—N隐含规则。如f函数隐含为 实型函数，而nf则隐含为整形函数。
F(X，Y)=X**2+Y**2
INTEGER F(X，Y)=X**2+Y**2 NF(X，Y)=X**2+Y**2

例 有一线段AB，A的坐标为(1，1)，B的坐标为(4.5，4.5)，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。 分析：A，B的坐标可用复数表示：即A为(1.0，1.0)，B为(4.5， 4.5)。AB的长度就是(A-B)的模。可用ABS函数直接求出复数的模。 黄金分隔点C的坐标为A+0.618×(B-A)。 COMPLEX::A,B,C REAL::L READ*,A,B C=A+0.618*(B-A) L=ABS(A-B) PRINT*,′L=′,L PRINT*,′C=′,C END
3 5 7 例 求： ln x + 1 + x 2 = x 1 x + 1 3 x 1 3 3
24 5
246 7
直到最后一项的绝对值小于10 直到最后一项的绝对值小于10－15为止。 分析：首先找出累加项fn与fn分析：首先找出累加项fn与fn-1的递推关系。
(2n - 1)(2n - 1) x 2 f n= f n-1 (2n)(2n + 1)
f0=x
REAL*8::X,Y,F INTEGER::N READ*,X Y=X F=X N=1 DO F= -F*(2*N-1)/(2*N)*(2*N-1)/(2*N+1)*X*X IF(ABS(F).LT.1D-15) EXIT Y=Y+F N=N+1 ENDDO PRINT*,′Y=′,Y,′ F=′,F END
四、字符型数据
1．字符型常量 例如， ABCD″ CHINA′ 12345678′ 例如，″ABCD″、′CHINA′、′12345678′ 2．字符型变量 CHARACTER([LEN=]n）[[,属性说明] ::] CHARACTER([LEN=]n）[[,属性说明] ::] 变量列表 格式中的n 格式中的n代表被说明变量的长度 例如

使 用 变 元 关 键 字 可 提 高 程 序 的 可 读 性 , 如 内 部 函 数 CMPLX ( X [ , Y] [ , KIND] ) 的X、Y和KIND为变元关键字,可使用 下面语句调用CMPLX函数：
CMPLX (10, 20, 4)
! 按序指定参数。
CMPLX (y=20, kind=4, x=10) ! 按变元关键字指定参数。
_wrong,U.S.A.,
下面是几个使用合法名称的语句例子。
INTEGER total
!total命名了一个整型变量
SUBROUTINE example !example命名了一个过程
PROGRAM area
!area命名了一个程序单元
Lable：DO I=1,N !Lable命名了一个DO循环
第三章 FORTRAN 90基础知识
3.3 关键字/示例
END FUNCTION mul(x,y)
mul=x*y END FUNCTION
第三章 FORTRAN 90基础知识
09/10秋学期
概述 分类 描述 示例
3.4 程序单元
一个F90程序可由多个程序单元组成(至少一个主程序单元)。 程序单元由数据声明和相关操作(语句)构成,必须用END语句结束。
3.2 名称
概述 语法描述 作用域 示例
<名称>→<英gt;∣“_”∣“$”}
说明： ① 名称只能由英文字母、数字、下划线符“_”和美元
符号“$”组成。 ② 名称第一个字符必须是英文字母。
3.2 名称/语法描述
③ 名称不能超过31个字符。
第三章 FORTRAN 90基础知识
模块单元：能被其它程序单元访问的一组定义(数据类型定义、 过程定义)、过程接口定义)所构成的程序单元，其中模块子程序 允许本模块或其它程序单元调用执行。由MODULE语句开始。

1.3 控制结构..................................................................................................................................... 1
1.4 数字处理........................................................................................................................................ 1 1.5 数组处理........................................................................................................................................ 1 1.6 指针................................................................................................................................................ 1 1.7 数据结构........................................................................................................................................ 2 1.8 用户定义的类型和操作符 ............................................................................................................ 2 1.9 过程................................................................................................................................................ 3 1.10 模块(modules).............................................................................................................................. 3 1.11 输入和输出.................................................................................................................................. 3 1.12 荒废的特性.................................................................................................................................. 4 2. Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较............................................................................................. 5 2.1 数值健壮性................................................................................................................................... 5 2.2 数据并行化部分........................................................................................................................... 7 2.3 数据抽象..................................................................................................................................... 12 2.4 面向对象编程............................................................................................................................. 12 2.5 函数型程序设计......................................................................................................................... 12 3. 数值健壮性........................................................................................................................................... 13 3.1 数值种类(Kind)参数化 .............................................................................................................. 13 3.2 精度选择...................................................................................................................................... 14 3.3 数值多态性................................................................................................................................. 14 3.4 数值近似模型............................................................................................................................. 15 3.5 环境查询..................................................................................................................................... 15 4. 数据并行性........................................................................................................................................... 17 4.1 数组操作...................................................................................................................................... 17 4.2 数组片段..................................................................................................................................... 21 4.3 动态数组...................................................................................................................................... 22 4.4 返回赋值数组的函数(array-valued functions) .......................................................................... 24 4.5 例子：高斯消元法 ..................................................................................................................... 26 参考文献.................................................................................................................................................... 28

4
例1：求Fibonacci数列的前30项之和。
PROGRAM EX5_1 IMPLICIT NONE INTEGER * 4::F1=1,F2=1,SUM=0,N DO N=1,15
SUM=F1+F2+SUM F1=F1+F2 F2=F1+F2 END DO PRINT*,SUM END PROGRAM EX5_1
双（单）引号不属于字符串
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2.当字符中出现单（双）引号时，有两种表 示方法。
1）当字符为"时，用´将字符串括起； 当字符为´时，用"将字符串括起。
2）将单（双）引号重复一次。
例： fh"dl ´fh"dl´ "fh""dl"
I’m a teacher "I´m a teacher" ´I´´m a teacher´
end
(xb ,yb) b
X
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2019/8/5
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20
5.6 逻辑型数据
一、逻辑常量 .TRUE. .FALSE.
逻辑型数据的类别参数： 默认逻辑型—类别值为4
二、逻辑型变量的申明
LOGICAL[([kind=]类别参数值)][[,属性列表] & ::]变量列表
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实型数据
二、实型变量的申明 REAL [([kind=]类别参数值)][[,属性列表] &
::]变量列表 例：
REAL::MK,YU
REAL(4)::FHR,BH 或 REAL*4::FHR,BH

土木学院
这是已被打开 的数据文件的 内容
土木学院
土木学院
$
10
100 202
U1=2 Open(Unit=2,File='F2.DAT',Status='New', Access='Sequential',Form='Formatted') do 10 I=1,30 write(*,*) "请输入学号、两门成绩" Read(*,*) N,A,B C=A+B Write(2,202) '学号：', N,'总成绩',C continue 输入30个学生的学号 Close(2) 和两门成绩,最后将总 Format(I2,F5.1,F5.1) 成绩与学号输出来. Format(A,I2,A,F7.1) End
顺序文件的输出操作: Write(设备号,格式说明) 输出项表
土木学院
举例：读出一个数据文件记录,并把它显示在屏幕上
Open (Unit=2,File=‘TAB.DAT’,Status=‘NEW’ $ Access=‘Sequential’ ,Form=‘Formatted’) Do 10 X=1,10 Write(2,100) X, X*X, X*X*X 10 Continue Rewind(2) 将文件指针重新设置在文件开头（与设备号2连接的文件的开头） Write(*,*) ‘ X X*X X*X*X’ 20 Read(2,100, End=30) A,B,C Write(*,200) A,B,C Goto 20 End=30表示一旦读到文件 结束标志就不再进行读操作 30 Close(2) 而转到标号为30的语句继续 100 Format(3F7.1) 执行。 200 Format(1X,3F9.2) End

开始
Y=2000
Y不能被 4整除
Y
N
Y不能被100 整除
N
N
打印Y “不是闰年” Y能被 400整除
Y
打印Y “是闰年”
Y
打印Y “是闰年” 打印Y “不是闰年”
Y=Y+1
Y
Y≤2500
N 结束
3.2 用N-S图表示算法
成立
P
不成立
A B 顺序结构
A
B
选择结构
当P1 A A 直到P2
当型循环
直到型循环
变量
•变量:在程序运行过程中其值可以发生变化。 每个变量都会分配到一个相应的存储空间,这个 空间就是该变量的存储地址,是相对固定的。
变量必须有名字和类型,它的值可以变化,与其类 型密切相关 变量名是变量的标志。 命名规则:以字母开头,由字母、数字、下划线组 成的字符串,允许长度为31个字符,并且不区分大小 写字母:Ab和 aB 是同一变量。 同一个程序模块中不能有相同名字的两个变量。 最好不要用FORTRAN中用到的名字作变量名。 FORTRAN中所有名字都遵守命名规则
例:求三个数(5,10,23)的平均值。
PROGRAM TEST ! 计算三个数的平均值 A=5;B=10;C=23 ave=(A+B+C)/3 write(*,*) 'AVE=',ave
END PROGRA&
&M TEST !注意续行方法
§1.5 FORTRAN 90字符集 FORTRAN90字符集包括:
§1.3 FORTRAN
90语言的特点
对FORTRAN77的扩充主要有:
引入数组运算
提高数值计算功能 内在数据类型参数化 用户定义的数据类型、运算和赋值 引入模块数据及过程定义的功能 引入指针概念