Fortran学习笔记：01 基本格式与变量声明
01 基本格式与变量声明
格式
固定格式(Fixed Format)：Fortran77 程序需要满足一种特定的格式要求，具体形式参考教材
自由格式(Free Format)：Fortran90之后程序书写形式更为自由
数据类型
Fortran 95包含的数据类型
| 数据类型 | 关键词 | C中对应 |
|---|---|---|
| 整型 | integer | int/long ... |
| 浮点型 | real | float/double ... |
| 复数 | complex | <complex.h> |
| 字符/字符串 | character | char ... |
| 逻辑判断 | logical | bool ... |
| 自定义结构体 | type() | struct |
表达式与逻辑运算
!Fortran 95支持逻辑符号
+、-，*、/：加减乘除
** ：乘方
==：等于
/=：不等于
>：大于
>=：大于等于
<：小与
<=：小于等于
| 逻辑判断式 | 含义 |
|---|---|
| .AND. | 且，两边都成立时，表达式成立 |
| .OR. | 或 |
| .NOT. | 非 |
| .EQV. | 两边相等时为true |
| .NEQV. | 两边不等时为true |
注意：浮点型的逻辑判断，需要考虑有效位数截断的问题，例如，2.0000001不等于2，需要使用\(abs(a-2)<2e-5\)，这种方式来作判定
代码结构
Fortran语言不区分大小写
program main !自定义程序名称 main
write(*,*) "Hello World" !输出字符
stop !程序停止
end !main程序结束
输出与输入
输出
write(*,*) "Hello World" !输出字符
write(*,*)中，第一个*表示默认输出位置，第二个*表示默认输出格式，完整表述为以下格式
write(unit=6,fmt=*) "Hello World"
unit=6 表述输出至屏幕，等效于unit=*。
输入
program main
integer a,b,c
write(*,*) "please input 3 number"
read(*,*) a,b,c
write(*,*) a+b+c
end
read(*,*)与write(*,*)表示意义基本一致，read(*,*)等效于
read(unit=5,fmt=*) a,b,c
unit=5 表示由键盘输入，等效于unit=*。
格式化输入与输出
《Fortran95教程》4-4节
program main
integer a
real b
complex c
logical d
character(len=20) e
a=10
b=12.34
c=(1,2)
d=.true.
e="Fortran"
write(*,"(1X,I5)") a
write(*,"(1X,F6.3)") b
write(*,"(1X,F4.1,F4.1)") c
write(*,"(1X,L3)") d
write(*,"(1X,A10)") e
end
声明常规数据类型
声明整型数据进行运算
program main
integer a,b
a=3
b=4
write(*,*) "a=",a
write(*,*) "b=",b
write(*,*) "a+b=",a+b
write(*,*) "a-b=",a-b
write(*,*) "a*b=",a*b
write(*,*) "a/b=",a/b
write(*,*) "a**b=",a**b
stop
end
注意整型除法的截断问题
integer默认使用长整型进行声明，可以自定义数据类型存储长度，例如：
integer(kind=4) a
定义整型变量存储空间大小为4。
声明浮点型数据进行运算
program main
real :: a ,b
a=2.5
b=3.5
write(*,*) "a=",a
write(*,*) "b=",b
write(*,*) "a+b=",a+b
write(*,*) "a-b=",a-b
write(*,*) "a*b=",a*b
write(*,*) "a/b=",a/b
write(*,*) "a**b=",a**b
stop
end
real自定义数据长度同上
real(kind=8) a
声明复数型数据进行运算
program main
complex :: a ,b
a=(1,1)
b=(1,-1)
write(*,*) "a=",a
write(*,*) "b=",b
write(*,*) "a+b=",a+b
write(*,*) "a-b=",a-b
write(*,*) "a*b=",a*b
write(*,*) "a/b=",a/b
stop
end
复数运算符合相应复数运算规则
声明字符与字符串
声明字符与字符串
program main
character :: a
character(20) :: b
a="H"
b="Hello World"
write(*,*) a
write(*,*) b
stop
end
字符串操作：数组索引、切片操作
program main
character(len=30) :: first,second
first="Good morning"
second=first(1:4)
write(*,*) first
write(*,*) second
first(6:)="evening"
write(*,*) first
write(*,*) first//second
stop
end
字符串相关函数
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| CHAR(num) | 返回num对应的字符 |
| ICHAR(char) | 返回char字符对应的字符编号 |
| LEN(string) | 返回字符串string声明空间长度 |
| LEN_TRIM(string) | 返回字符串除去尾端空格后的字符长度 |
| INDEX(string,key) | 返回key在string中第一次出现的位置 |
| Trim(string) | 返回清楚尾端空格后的字符串 |
program main
character(len=20) :: string
character(len=5) :: substring
string="Have a nice day!"
substring="nice"
write(*,*) ichar("A")
write(*,*) char(65)
write(*,*) len(string)
write(*,*) len_trim(string)
write(*,*) index(string,substring)
stop
end
逻辑变量
true与false分别为.true.、.false.
program main
logical a,b
a=.true.
b=.false.
write(*,*) "a=",a,"b=",b
stop
end
声明变量注意事项
变量名前缀必须是英文字母
IMPLICIT命令
implicit integer(A,B,C) !A,B,C开头变量视为整型
implicit integer(A-F) !A-F开头变量视为整型
implicit real(M-P) !M-P开头变量视为浮点型
implicit none !关闭默认类型，所有变量都需要声明
其他变量声明
常数声明方法（PARAMETER）
program main
implicit none
real pi
parameter(pi=3.1415926535)
write(*,"(F6.4)") sin(pi/6)
end
还可以等效成以下声明语句
real,parameter :: pi=3.14159
::表示类型申明的形容词已经添加完毕，后面紧随变量名称
设置变量初始值
Fortran95 可以直接在变量声明后进行赋值，而Fortran77需要使用DATA命令进行赋值
program main
implicit none
integer :: a=1
real :: b=2.0
complex :: c=(1,2.0)
character(len=20) :: str="Fortran95"
write(*,*) a,b,c,str
end
等价申明（EQUIVALENCE）
两个以上的变量使用同一块内存，类似于多个指针指向同一块内存，可以用来精简代码，节省内存。
integer :: a,b
equivalence(a,b) !a,b两个变量名共享同一块内存
声明语句在程序中的位置
声明语句必须放置在可执行操作语句之前，也就意味着，程序中所有使用的变量必须首先声明。
变量类型转换
program main
implicit none
integer :: a=1,b=2
write(*,*) a/b
write(*,*) real(a)/b
end
real()函数可以将变量转化为浮点型变量
自定义数据类型
结构体，type定义结构体，%获得结构体数据成员
program main
implicit none
type:: person
character(len=30) :: name
integer :: age
real :: weight
end type
type(person) :: a
write(*,*) "name:"
read(*,*) a%name
write(*,*) "age:"
read(*,*) a%age
write(*,*) "weight:"
read(*,*) a%weight
write(*,100) a%name,a%age,a%weight
100 format(/,"name:",A10/,&
&/,"age:",I10/,&
&/,"weight:",F5.2)
end
