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. n. Y5 V' J7 T
要开始编程之前,首要要了解书写的规则以及能处理的数据类型。了解咱们手上的工具,才能更好得将其利用。
7 c. F( q1 `4 Q8 y- p, |0 G 书面格式
, a% Z6 D* P2 C. ^; k0 [ 代码的编写格式有两种,自由格式(Free Format)和固定格式(Fixed Format)。程序代码扩展名为.F / .FOR为固定格式,.F90为自由格式。推荐使用自由格式进行编码。
" N/ u% L, I1 j' }5 s 但是自由格式就是完全自由,可以随意编码吗?答案当然是否定的。与固定格式相比,它不会规定每一行的第几个字符有什么作用,但是它也有需要遵守的规则 每行可以编写132个字符叹号“!”后面的文本都是注释,没有(编程)意义代码不为区分大小写两行代码可以用符号“&”进行连接变量取名需要以字母开头,可以表现为字母和数字混合,且长度不超过32自由格式的简单例子,引自高PPT数据格式 % W* J( J/ c% ?' c. T7 V
与python不同,fortran程序中出现的每一个数据必须声明类型,且每一数只有一种类型。数据类型是指使用Fortran在计算机内存中记录文本、数值等数据的最小单位及方法。
5 ^7 N. F- p. R' w9 n. h( q 数据类型:整数(integer)、浮点数(real)、复数(complex)、字符(character)、逻辑判断(logical) 整数需要提前声明 integer :: x,y,z数目大小不能太大,长整型占用32bits(4bytes)的空间,保存的范围为 −231+1∼231-2^{31}+1\sim2^{31} 之间,有的编译器还会提供短整型、更短整型整数和实数之间的转化,可以直接使用编译器提供的函数 real(9) = 9.0 实数/浮点数1.精度问题。利用kind进行精度说明,值取4为单精度,值取8为双精度。实数的精度设置十分重要,将会影响最后的计算结果是否正确。 6 m9 Q* Z7 R' \2 ?) T+ C
real(kind=4) :: distance - p! _: l. j) C ^; t
2.两个实数相等问题。输出后,由于ab精度不同,他们的值也不同。
, O& m7 D! n) F program test: R& J6 A# ~9 q& {" N, y
implicit none& v+ A& t1 W. G* H/ H7 y; G1 y1 K
real(KIND=4) :: a; U0 s. n3 X; w! R
real(KIND=8) :: b9 J K) F4 l% j
a=0.123456789123456. E( _4 @; D! O: X
b=0.123456789123456- \- }8 W' w4 R2 l$ D
write(*,*) a,b=,a,b9 z7 W7 a: q) i" d
end- O, ~1 ]. ]- g+ N% k7 j
!!!输出结果: a,b = 0.123456791 0.12345679104328156* z8 H% w, C4 F3 S% g; h& h4 h% x
$ o$ X7 ~6 |# t- }# p9 Q
3.实数与整数之间的转换
. Q6 l) U, e" _% V; F int(7.8) = 7 !忽略小数部分, p0 ~3 ^) H2 |# A2 B* V
nint(7.8) = 8 !四舍五入后的结果% a x$ e3 S) H6 z/ ~
ceiling(7.8) = 8 !大于等于的整数) d8 X( v% X8 X j/ x$ T" g0 M
floor(7.8) = 7 !小于等于的整数 字符型charcter(len=16) :: atmosphere4 r2 w1 t. {; j; q, F7 P) M
charcter(len=20) :: ocean& g$ S+ h. `) N
5 F$ N& H7 `. k7 L
atmosphere = ‘1234567890’: \2 I4 e, y+ t$ J" y; w
ocean = ‘123456789123456’ !字符赋值注意使用引号
% v, [- v$ ^ r$ e6 Y8 c # } n) g* Y5 p$ ] D
逻辑型对于较长的代码,灵活使用逻辑型变量,可以提高代码的多样性。
# B; b3 `: b9 h! }6 K9 k2 c logical :: a,b9 F* m" z4 c/ P# K! g' b8 ]( S; `. ]
a = .true.6 v/ z, D b0 @, f
b = .false.
* G8 K' D2 b" _4 m% d; q if(a)then
. o% m1 N2 @0 q7 t8 j/ } …4 }8 A4 n# x0 G- E9 l2 n0 D* F
endif$ D# ~; l3 C9 k; ^& V: }0 ]; U/ e
复数型(不常用)complex :: a- C _( h6 O% Q9 h
a = (a1,a2)& F8 [& f" F. h- m, S& n
' M- x7 A; P+ j2 @1 G
Fortran的数学表达' ~ b3 C; m8 b' B/ ~
数学运算符的运算优先级,由高到低排列如下 ( ) 括号里优先计算* * 乘幂* 乘法 / 除法+ 加法 - 减法需要注意:乘号容易忘记写 - n( @5 f4 _* {8 @5 {
Fortran的输入输出4 s! h+ K7 H2 f" B H7 m4 b
输入
7 H2 |) N# m5 W; n/ N S# V 建议使用格式化进行输入输出,这样不仅可以使得显示更加美观,在某些情况下,设置恰当的输入格式才能得到正确的数据。 方式1integer :: a
: b# x# A6 i, @5 F6 e wirte(*,100) a
0 U0 W# p+ I7 h0 L- S: i/ a' P8 w 100 format(I4)! l+ V1 Y9 Q% S* C3 K$ X+ t
+ ^& V! G e' Z/ J& E4 K: A3 w
其中代号为100的这一行,作为上一行设置的输出格式
: Z. }5 B2 V, | 当不设置输出格式时,我们发现数字前面会出现一段额外的空格,当设置的输出格式为(I4)时,也是表示用4列来显示整数a的数值。 方式2,推荐write(*,"(1X,I5)")9 _; }, W( z$ d( y, J/ b" K
5 q2 b6 d" P. @* \6 | J5 `
write(*,"((,i2,,,i2,))") i,j# v) ~$ K# j0 H
!输出:( 1, 2)7 g( S. L$ i4 z+ R3 G* C" c
, m1 ?; s* I) l
write(*,(5f7.2) list( , k* L, S7 _1 j; h& R* k4 K4 d H2 a/ R
!每行5个的形式输出list数组! Z8 |! y- i4 H$ s* V2 ~( g
% A: T T0 M" L$ | write(*,(mf7.2) list(
+ u/ ]6 ^. ] g+ P m>=size(list( )7 Q* G5 N$ Q' P1 Q
!在一行内全部输出
& j/ A5 C8 C% Z3 x 方式3character(len=10) :: fmtstring
0 `5 d2 L# l: o; s' @' a- ` fmtstring = (I3)
9 `2 L# m$ n f' V1 W/ M3 ^, _ write(*,fmtstring) 3
. a3 e' T0 W ], |0 _, ^* u . p- c8 X' {9 X; N' ^+ b( m3 G' `
声明长度为10的字符串,内容设置为输出一个整数的格式。 ' p2 r8 A& l* [/ U: b% r
常用的格式化: j r& z! L0 G1 }5 t
一般来说,最常用的几种格式为“I, F, E, A, X”,不同格式之间可用用,隔开,或者不用 Iw[.m], egI4,I0是特殊描述符,此时w=整数的长度以w个字符宽度输出整数,至少输出m个数字,当数值宽度大于w时输出*。Fw.d, egF9.3以w个字符宽度输出浮点数,小数字符占d个宽,数值大雨输出宽度时出现*Ew.d[Ee], egE15.7,E9.2E3w个宽度输出浮点数,小数部分占d个,指数部分占e个Aw以w个字符宽来输出字符串,不足w个字符的部分会自动补上空格nX输出位置向右移动n位/换行输出Tc把输出的位置移动到本行的第c个字节输出
" @, h7 M, h, I$ w write(*,*) "nice to meet you!" write,作用是显示后面双引号中的字符串。其中括号里第一个*表示输出位置使用默认值,即屏幕,如果写成unit=6表示的也是屏幕;第二个*表示不特别设置输出格式。write每执行一次命令后,会在佛那个换到下一行准备下一次的输出其中“”是为了输出字符,若想要输出“”需要使用两层双引号双引号和单引号都可以用来输出字符,但是若想要输出双引号时,就需要连续使用两个双引号print *, "nice to meet you too!"
6 q0 N# T) Q$ z2 z0 l' g 这里的*表示不限定输出个格式,且该命令只能正对屏幕来使用。因此建议使用write来作为输出工具
/ q3 u8 [# l0 C: C7 I
$ _) O+ q2 V. z5 x3 C2 O4 Y2 v+ C- N0 k6 l8 v \* B
+ R8 R$ K1 K4 c* ~# p8 k$ }
) ]+ y" |* L+ _" D+ v4 {& l% G
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