Fortran90程序设计.ppt

Fortran 90 程序设计程序设计编译器简介编译器简介4 4 程序单元概念程序单元概念1Fortran1Fortran语言的发展语言的发展2 2源程序及其构成源程序及其构成3 3 语言元素语言元素 作用：把高级语言翻译成机器码，也就是常常可以看作用：把高级语言翻译成机器码，也就是常常可以看到扩展名为到扩展名为EXE、COM的文件。的文件。 相同的程序代码可用不同厂商的编译器来编译，所生相同的程序代码可用不同厂商的编译器来编译，所生成的文件也不会完全相同。编译器的好坏主要取决于编译成的文件也不会完全相同。编译器的好坏主要取决于编译结果。结果。1.1 1.1 编译器简介编译器简介第一章第一章FORTRAN语言的发展简史语言的发展简史2.1 Fortran2.1 Fortran语言的发展简史语言的发展简史一、一、FORTRAN 含义及其适用范围含义及其适用范围 FORmula TRANslator 公式翻译器公式翻译器 科学和工程计算问题的程序设计语言科学和工程计算问题的程序设计语言二、发展简史二、发展简史 代表性：代表性：19571958 FORTRAN1962 FORTRAN1978 FORTRAN771991.FORTRAN 901997. FORTRAN95 FORRAN95不象不象FORTRAN90在在FORTRAN77添加很添加很多内容，只能视为多内容，只能视为90的修正版，加强了并的修正版，加强了并行运算方面的支持行运算方面的支持2.2 FORTRA902.2 FORTRA90源程序基本结构源程序基本结构例：见书例：见书P15页例题页例题2-12-22-3。1、由若干个程序单元（位）组成：、由若干个程序单元（位）组成： 主程序、外部子程序、模块、块数据单元主程序、外部子程序、模块、块数据单元2、主程序结构主程序结构 program 程序名称程序名称一般省略一般省略 声明语句部分声明语句部分 执行语句部分执行语句部分 ENDprogram 程序名称程序名称3、END停止运行停止运行结束标记结束标记书写格式书写格式Fortran程序代码的编写格式有两种：程序代码的编写格式有两种： Free Format（自由格式）（自由格式） 扩展名：扩展名：.F90 建议所有程序全部改用自由格式来编程建议所有程序全部改用自由格式来编程 Fixed Format（固定格式固定格式）本教材不采用）本教材不采用 扩展名：扩展名：.F或或.FOR书写格式书写格式Fixed Format（固定格式）（固定格式）第第1个字符个字符如果是字母如果是字母c、C或或*，这一行文本会当成说明或批注，这一行文本会当成说明或批注，不会被编译。不会被编译。第第15个字符个字符如果是数字，就是用来给这一行程序代码取个代号，如果是数字，就是用来给这一行程序代码取个代号，不然只能是空格。不然只能是空格。第第6个字符个字符如果是非如果是非0非空的任何字符，表示这一行程序会接续非空的任何字符，表示这一行程序会接续上一行。上一行。第第772个字符个字符Fortran程序代码的编写区域。程序代码的编写区域。第第73个字符以后个字符以后不使用这些列，语句超过该列的部分会被忽略，有不使用这些列，语句超过该列的部分会被忽略，有的编译器会发出错误信息。的编译器会发出错误信息。书写格式书写格式1.C FIXED FORMAT DEMO2. PROGRAM MAIN3. WRITE (*,*) HELLO4. WRITE (*,*)5. 1HELLO6.100 WRITE (*,*)HELLO7.10 STOP8. END 程序代码命令之间的空格，不会有任何意义。程序代码命令之间的空格，不会有任何意义。FIXED FORMAT是为了配合早期使用穿孔卡片输入程序所发明的格式。是为了配合早期使用穿孔卡片输入程序所发明的格式。Free Format（自由格式）（自由格式） 基本上允许非常自由的编写格式，它没有规定每一基本上允许非常自由的编写格式，它没有规定每一行的第几个字符有什么作用，但要注意：行的第几个字符有什么作用，但要注意：1.！感叹号后面的文本都是注释。感叹号后面的文本都是注释。2.每行可以编写每行可以编写132个字符。个字符。3.行号放在每行程序的最前面。行号放在每行程序的最前面。4.一行程序代码的最后如果是符号一行程序代码的最后如果是符号&，代表下一行程序会，代表下一行程序会和这一行连接。如果一行程序代码的开头是符号和这一行连接。如果一行程序代码的开头是符号&，代，代表它会和上一行程序连接。表它会和上一行程序连接。5.程序命令之间的空格，无意义。程序命令之间的空格，无意义。书写格式书写格式书写格式书写格式1. ！Free Format2. program main3. write(*,*)”Hello” !这也是注释这也是注释4. write(*,*)&5. ”Hello”6. wri&7. &te(*,*)”Hello”8. end 如果把如果把Fortran的关键字分为两行书写，则两行都要加续行符号。的关键字分为两行书写，则两行都要加续行符号。如如6、7行。行。注释语句注释语句：！后的所有字符都被编译器忽略：！后的所有字符都被编译器忽略(非语句行非语句行) 可独占一行，可在其它语句之后，可独占一行，可在其它语句之后， 空行为注释行空行为注释行（固定格式用固定格式用C和和*）语句行语句行： 可执行语句：输入、赋值、输出可执行语句：输入、赋值、输出 说明语句：用于说明变量的类型、属性等说明语句：用于说明变量的类型、属性等注意：注意：行的书写行的书写(行的长度、分行、续行行的长度、分行、续行) 一行可以是一行可以是0132个字符，空格有意义，个字符，空格有意义， 语句最长不超过语句最长不超过2640个字符个字符 一行可以有多个语句，用一行可以有多个语句，用“;”分隔分隔 一个语句可分行写，读行标记为一个语句可分行写，读行标记为&（放在尾部），但如为（放在尾部），但如为关键字，关键字，首尾均加首尾均加&。 最多可有最多可有511个续行个续行。 例例 pro& &gram main书写格式书写格式空格：关键字、变量、常量内部不能用空格，但相邻两者之间空格：关键字、变量、常量内部不能用空格，但相邻两者之间须用空格须用空格语句前标号仅用于标识一个语句，与运行顺序无关。语句前标号仅用于标识一个语句，与运行顺序无关。语句有位置规定语句有位置规定 说明语句必须出现在可执行语句之前，格式说明语句说明语句必须出现在可执行语句之前，格式说明语句（FORMAT语句）除外。语句）除外。书写格式书写格式2.3 2.3 语言元素语言元素 Fortran90的语言元素是指在程序设计中所用到的基本的语言元素是指在程序设计中所用到的基本成分，例如字符集、常量、变量、记号以及其它的基本结构等。成分，例如字符集、常量、变量、记号以及其它的基本结构等。只有了解并掌握了这些基本要素，才可能正确自如地使用该种只有了解并掌握了这些基本要素，才可能正确自如地使用该种语言。语言。 2.3.1 FORTRAN902.3.1 FORTRAN90字符集：字符集： 编写编写Fortran90程序时，所能使用的所有字符及符号。程序时，所能使用的所有字符及符号。 AZ（az）程序中不区分大小写）程序中不区分大小写 26个个 在大多数处理系统中允许使用小写字母，除了字符在大多数处理系统中允许使用小写字母，除了字符串内的字符外，小写字母等价于相应的大写字母。串内的字符外，小写字母等价于相应的大写字母。 09 10个个 空格空格 = + - * / （ ） ， ： . $ 22个个 _(下划线下划线)、！、！、”、%、&、；、；、？、？ 注意：注意：1、在、在FOR源程序中，只能使用以上字符源程序中，只能使用以上字符 2、字符型数据内可以出现任意字符、字符型数据内可以出现任意字符(包括汉字包括汉字) 命名规则命名规则：131个字符，由字母、数字、下划线组成，第一个字符，由字母、数字、下划线组成，第一个字符为字母个字符为字母 全局名全局名：主程序单元、外部过程、数据块、模块：主程序单元、外部过程、数据块、模块2.3.1 FORTRAN902.3.1 FORTRAN90字符集字符集 在在Fortran90中，中，将字母、数字或专用字符的基本有效的序列将字母、数字或专用字符的基本有效的序列称为称为记号，它包括记号，它包括标号、关键字、名字、常数、运算符和定界符标号、关键字、名字、常数、运算符和定界符。例如：。例如： A * SIN(x)+5.3 这个表达式包括这个表达式包括6个记号，即个记号，即A、*、SIN、x、+、5.3。注意：注意： 在字符串内部，不能随意地添加空格。在字符串内部，不能随意地添加空格。 在记号内部，也不许随意地使用空格。在记号内部，也不许随意地使用空格。 记号与记号之间的空格可以随意地使用。记号与记号之间的空格可以随意地使用。 多个空格在语法上与一个空格的作用相同。多个空格在语法上与一个空格的作用相同。 一个记号与相邻关键字、名字、常数或标号之间，应当用一个或多个一个记号与相邻关键字、名字、常数或标号之间，应当用一个或多个空格分开，以避免错误，同时也使结构清晰。空格分开，以避免错误，同时也使结构清晰。2.3.2 2.3.2 记号记号 常量的定义常量的定义：常量是程序执行过程中不能变化的量。：常量是程序执行过程中不能变化的量。 基本数据类型有五种：基本数据类型有五种： 整型、实型、复型、字符型和逻辑型整型、实型、复型、字符型和逻辑型 前三种属于数值类型，后两种为非数值类型，主要用于文前三种属于数值类型，后两种为非数值类型，主要用于文字处理和控制。字处理和控制。2.3.32.3.3基本类型常量基本类型常量FortranFortran的数据类型的数据类型 种别参数种别参数是由内在询问函数是由内在询问函数KIND送回的。提供的最小送回的。提供的最小范围是由内在函数范围是由内在函数Selected_int_kind送回的。表示十进送回的。表示十进制幂的范围是由内在函数制幂的范围是由内在函数range送回的。送回的。 缺省种别是指有符号或无符号的整数值。可在数值后用缺省种别是指有符号或无符号的整数值。可在数值后用下划线标明种别，没有下划线为缺省种别。缺省种别整数的下划线标明种别，没有下划线为缺省种别。缺省种别整数的范围一般取决于所用计算机的字长。说明了种别参数后，提范围一般取决于所用计算机的字长。说明了种别参数后，提高了程序的可移植性。高了程序的可移植性。 简而言之，种别即决定数值在计算机中存储的字节数。简而言之，种别即决定数值在计算机中存储的字节数。整型数据：微机支持整型数据：微机支持3种种kind_Value：1，2，4 （1） 范围：范围： -128127 （2） 范围：范围： -3276832767 （4） -21474836482147483647（-231231-1） Integer 默认默认kind_Value的值为的值为41.整型常量（整型常量（INTEGER） 整型常量又叫整数，整数值的集合就是数学整数的子集。123_2 & kind_Value常量也可如此指定常量也可如此指定FortranFortran的数据类型的数据类型 在在FORTRAN90中，也可以表示二进制、八进制、中，也可以表示二进制、八进制、十六进制形式的无符号整数。其形式如下：十六进制形式的无符号整数。其形式如下：二进制数：二进制数：B101101 或或 B”101101”八进制数：八进制数：O76210 十六进制数：十六进制数：Z1FA2FortranFortran的数据类型的数据类型2.实型常量（实型常量（REAL） 实型常量又叫实数，它具有数学实数的近似值。实型常量又叫实数，它具有数学实数的近似值。 实数最常见的两种表示形式是：小数形式和指数形式实数最常见的两种表示形式是：小数形式和指数形式 小数形式：小数形式：由十个数字、小数点及数