鼓勵團(tuán)隊的正能量的說說：失去不一定再擁有

1、2022-3-71uFORTRAN語言發(fā)展概況u簡單的FORTRAN77程序分析uFORTRAN源程序的書寫格式uFORTRAN源程序鍵盤、輸入u常 量u變 量lFORTRAN函數(shù)lFORTRAN算術(shù)表達(dá)式l賦值語句l簡單的輸出與輸入l參數(shù)語句lEND、STOP、PAUSE語句http:/ 語言于 1954 年提出，1956 年正式使用，是世界上最早被推廣使用的高級語言，主要應(yīng)用于數(shù)值計算領(lǐng)域。FORTRANFORmula TRANslation 的縮寫。FORTRAN 771980 年被接受為國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)分為全集和子集。在此之前FORTRAN 語言先后推出了不同的版本：如FORTRAN

2、II1958）， FORTRAN IV1962）等。由于FORTRAN 77 中包含一些結(jié)構(gòu)化的語句（塊，DO 等），因而能用于編寫結(jié)構(gòu)化程序。此外，F(xiàn)ORTRAN 77 還擴(kuò)充了字符處理功能，使其也能應(yīng)用于非數(shù)值計算領(lǐng)域。1991 年,ANSI(美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會) X3.198-1991 問世 其國際標(biāo)準(zhǔn)文件號為 ISO/IEC 1539:1991, 我國國家標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T 3057-1996, 人們俗稱 FORTRAN90。除保持了 FORTRAN77 的全部優(yōu)點，還加進(jìn)了許多具有現(xiàn)代特性的功能，為FORTRAN 語言注入了新的活力。Back2022-3-731引例：求三個數(shù)的平均數(shù)C

3、Calculate the average of three numbers X = 90.5 Y=87.0 Z=68.5 AVER = (X+Y+Z)/3.0 WRITE(*,*)The Three Numbers are :,X,Y,Z WRITE(*,*)AVERAGE = ,AVER END程序中第 1 行是注釋行，用于說明本程序的作用；第24 行是賦值語句，將三個數(shù)值分別賦予三個變量；第 5 行是計算賦值語句，求出平均值并賦予變量 AVER，第 67 行是輸出語句，分別打印三個數(shù)及其平均值，最后一行是END 語句。2022-3-74引例 2：分別求 R=1，3，12，5 時的圓周長

4、C Main Program C Program EX2 WRITE(*,*) R = ， 1.0， C = ， C（1.0） WRITE(*,*) R = ， 3.0， C = ， C（3.0） WRITE(*,*) R = ， 12.0， C = ， C（12.0） WRITE(*,*) R = ， 5.0， C = ， C（5.0） ENDC Sub Program FUNCTION C（ R） PI = 3.1415926 C =2.*PI*R RETURN END2022-3-75子程序中第 1 行是注釋行，說明本程序是子程序，第 2行是 FUNCTION語句，表明這是一個函數(shù)子程序

5、，函數(shù)名為 C ，并有一個自變量 R ，此函數(shù)子程序在主程序中被調(diào) 4次，分別求出不同半徑時的圓周長；第3 行是賦值語句，第 4 行是利用公式 rcp2=計算與自變量 R 對應(yīng)的圓周長并賦于變量 C，第 5 行是 RETURN 語句，返回調(diào)用程序，最后一行是 END 語句。主程序中第 1 行是注釋行，說明本程序是主程序，第 2行是 PROGRAM語句，為主程序起名為 EX2 ，以便識別，第 36 行為輸出語句，其中 C（1.0）、 C（3.0）、 C（12.0），C（5.0 ）分別調(diào)用函數(shù)子程序，求出與半徑 1.0、3.0、12.0、5.0 相對應(yīng)的圓周長；最后一行是 END 語句。Back2

6、022-3-76 函數(shù)由以上引例可以看到：一個 FORTRAN 程序由一個主程序或一個主程序與若干個子程序組成。主程序與各子程序都是獨立的程序單位，稱為程序模塊。子程序是實現(xiàn)程序模塊化的一個有效途徑。FORTRAN 子程序有以下幾種：函數(shù)子程序，第一個語句是 FUNCTION 名 子例行程序，第一個語句是 SUBROUTINE 子程序名數(shù)據(jù)塊子程序， 第一個語句是 BLOCK DATA 子程序名2022-3-773、PROGRAM,FUNCTION,SUBROUTINE,BLOCK DATAIMPLICIT語句PARAMETER語句其它說明語句語句函數(shù)語句FORMAT和 ENTRYDATA語句

7、可執(zhí)行語句注釋行END語句FORTRAN 77對每一個程序單位的結(jié)構(gòu)規(guī)定如下：(說明語句,格式語句等)(賦值語句,輸出語句等)1、每一個程序單位必須有一個、也只能有一個END語句，且出現(xiàn) 在程序單位的最后。2、每一個程序單位包含若干行，分為兩類：(注釋行)非語句行語句行行非執(zhí)行語句可執(zhí)行語句使計算機(jī)運行時產(chǎn)生操作為編譯系統(tǒng)提供信息 *,加入的文字說明。為便于閱讀,或第一行為 CFORTRAN 語句的標(biāo)號視需要而定，為可選。其作用是標(biāo)志一個語句以便其它語句調(diào)用，標(biāo)號的大小與執(zhí)行順序無關(guān)，同一程序單4、程序單位中各類語句和注釋行的順序 位中的語句標(biāo)號不能相同。5、FORTRAN源程序必須按一定的格

8、式書寫。2022-3-78一個程序單位由若干行所組成，一個FORTRAN程序行共分為4個區(qū)：1.第1 5列為標(biāo)號區(qū)?？梢詫?至5位整數(shù)。也可以沒有標(biāo)號。標(biāo)號區(qū)中的空格不起作用。標(biāo)號應(yīng)是無符號整數(shù)，標(biāo)號大小順序沒有任何要求。（標(biāo)號區(qū)內(nèi)不得出現(xiàn)標(biāo)號以外的內(nèi)容，但注釋行例外）2.第6列為“續(xù)行標(biāo)志區(qū)”，如果在一行的第6列上寫一個非空格和非零的字符，則該行作為其上一行的續(xù)行。3.第772列為語句區(qū)。語句可以從第7列以后任何位置開始書寫。但一行只能寫一個語句。語句區(qū)內(nèi)的空格（除引號內(nèi)的字符串內(nèi)空格）在編譯時被忽略。4.第7380列，注釋區(qū)。共八列，一般用前3位為頁數(shù)，后5位表示行數(shù)。返回返回2022-3

9、-79l編輯程序l編譯程序l連接程序l運行程序2022-3-710l編輯 用戶可以從鍵盤輸入自己的源程序，這時需要使用系統(tǒng)提供的“文本編輯程序”。l操作步驟2022-3-711l整型常量（Integer)l實型常量(Real)l雙精度常量（Double) 常量是指其值始終不變的一些量，在Fortran77中允許6種常量類型：l復(fù)型常量(Complex)l邏輯常量(Logical)l字符常量(Character) 其中中屬于算術(shù)常量，又稱常數(shù)。后兩種稱為非數(shù)值型常量。2022-3-712l整型常量或稱整型常數(shù)或整數(shù)，它是一個正的或負(fù)的或零的數(shù)：l1.整數(shù)不應(yīng)包括小數(shù)點，正號可有可無(如：+10與

10、10等價)；l2.整數(shù)程序中的常數(shù)的各數(shù)字之間的空格不起作用(123與 1 2 3等價)；l3.整數(shù)中不允許加入逗號，如123456不能寫成123,456；l4. 由于計算機(jī)用有限的單元存儲一個數(shù)，所以在存儲整數(shù)的范圍是有限的(P55 )。返返回回2022-3-713實型常量也稱實數(shù)，實數(shù)在FORTRAN中有兩種表示形式： 1.小數(shù)形式 它由一個或多個數(shù)字和一個小數(shù)點(只有一個)組成，小數(shù)點前或小數(shù)點后可以不出現(xiàn)數(shù)字，但不能小數(shù)點前后都不出現(xiàn)數(shù)字，如 . 2.指數(shù)形式 指數(shù)表示形式也稱科學(xué)計數(shù)法，一個指數(shù)形式表示的實數(shù)有兩部分組成：數(shù)字部分(含實數(shù)符號)和指數(shù)部分(Exponent)，如：12

11、.3E8，0.91E-30，用0.91*E-30是錯誤的。 數(shù)字部分表示的是該常數(shù)的有效數(shù)字，指數(shù)部分表示小數(shù)點的實際位置，它的作用是使數(shù)字部分的小數(shù)點左右移動。 數(shù)字部分可以是不帶小數(shù)點的整數(shù)形式，也可以是帶小數(shù)點的實數(shù)，但指數(shù)不能為小數(shù)。一個實數(shù)可以寫成小數(shù)或指數(shù)形式，用指數(shù)形式可以用不同的指數(shù)表示。2022-3-714 在計算機(jī)內(nèi)存中，一般用4個字節(jié)來存儲一個實數(shù)，實數(shù)在內(nèi)存中一律以指數(shù)形式存放，它由三部分組成：數(shù)符；指數(shù)包括符號；數(shù)字部分。數(shù)字部分最前面有一個隱含的小數(shù)點(見圖3.8) 一個實數(shù)的范圍也是有限的，這主要是由于存儲的實數(shù)的指數(shù)部分的位長是有限的，如果一個數(shù)的絕對值的位長超

12、過規(guī)定的范圍，就會出現(xiàn)“溢出”，比絕對值大的稱為“上溢”，小的稱為“下溢” 對不同的計算機(jī)系統(tǒng)實數(shù)的輸出常用標(biāo)準(zhǔn)化形式有兩種： 1、在小數(shù)點前的數(shù)字必須為“0”小數(shù)點后的第一個數(shù)字必須為一個非零的數(shù)字； 2、小數(shù)點前數(shù)字部分的值大于或等于1。Back2022-3-715、6，、變量是指在程序運行期間其值可以變化的量。系統(tǒng)為程序中的每一個變量開辟一個存儲單元，用于存放變量的值，變量的值在每一個瞬時應(yīng)該是確定的。一、變量名變量名是變量的標(biāo)識符。一個變量需用一個變量名來標(biāo)識，因此在同一個程序單位中不能用同一個變量名代表兩個不同的變量。命名規(guī)則：變量名中最多允許個字符，字符只能是字母與數(shù)字，且第一個字

13、符必須為字母。 如 AX1CHINAAVERG861 等都是合法的變量名。注意事項： 變量名中字母的大小寫等價； TOTALToTaLtotal 等價 變量名中字符間空格無效； AVERA_V_ER等價2022-3-716 FORTRAN77 無保留字，即可用內(nèi)部函數(shù)名和語句定義符作變量名，如 SIN，MOD分別是 FORTRAN 內(nèi)部函數(shù)名和語句定義符，若有以下語句：SIN=3.5READ (*,*)MODWRITE（*，*）SIN，MOD則 SIN，MOD被視為變量名，而不代表正弦函數(shù)和 求余函數(shù)操作。但在同一個程序單位中，變量名和函數(shù)名或語句定義符不得同名。如以下是錯誤的：SIN=3.5

14、PRINT=SIN*SIN（2.0）WRITE(*,*) PRINT建議不要使用FORTRAN中已有特定含義的字作變量名。 變量名應(yīng)做到“見名知意”，使得程序便于閱讀和理解。2022-3-717二、變量類型變量是用來存放常量的。不同類型的常量應(yīng)放在不同的變量中，因此與常量相對應(yīng)，變量也相應(yīng)區(qū)分為整型變量、實型變量、雙精度變量、復(fù)型變量、邏輯型變量、字符型變量 6 種。FORTRAN規(guī)定，在程序中用到的各種變量首先要說明它們的類型，并有以下 3 種說明類型的方法：1、隱含規(guī)則 （IN規(guī)則）FORTRAN規(guī)定，在程序中的變量名，在無專門的類型說明時，凡是以字母I,J,K,L,M,N六個字母開頭的則

15、認(rèn)為是整型變量，其它字母開頭的為實型變量。2、用類型說明語句說明變量類型若想改變 “ IN 規(guī)則”對變量類型的約束，可用類型說明語句指定變量類型，與變量類型相對應(yīng)，類型說明語句有 6 個：2022-3-718INTEGER 語句 （整型變量說明語句）REAL 語句 （實型變量說明語句）DOUBLE PRECISION 語句 （雙精度實型變量說明語句）COMPLEX 語句 （復(fù)型變量說明語句）LOGICAL 語句 （邏輯型變量說明語句）CHARACTER 語句 （字符型變量說明語句）說明格式：類型說明語句 各變量間用逗號分隔3、用隱含說明語句IMPLICIT說明變量類型可以用IMPLICIT語句

16、將某一字母開頭的全部變量指定為所需類型。一個IMPLICIT語句可以指定幾種類型。如：2022-3-719IMPLICIT REAL(I，K)，INTEGER(T-W)指定以 I，K 開頭的所有變量為實型變量， T 到 W(T，U，V，W)開頭的所有變量為整型變量。對于變量類型的說明應(yīng)當(dāng)注意： 類型說明只在本程序單位中有效； 類型說明語句和IMPLICIT 語句都是非執(zhí)行語句，其作用只在通知編譯系統(tǒng)按規(guī)定的類型給變量分配內(nèi)存單元和確定數(shù)據(jù)的存放方式。 在確定變量類型的3 種方法中，類型說明語句優(yōu)先級最高，IMPLICIT 語句次之， IN 規(guī)則優(yōu)先級最低。 類型說明語句和IMPLICIT 語句

17、應(yīng)出現(xiàn)在本程序單位中所有執(zhí)行語句之前，當(dāng)兩者同時存在時，其順序為：先IMPLICIT語句，后類型說明語句。 Back2022-3-720FORTRAN提供了一些系統(tǒng)函數(shù)供某些專門運算，如求三角函數(shù)的值， sinx，cosx，指數(shù)函數(shù)ex，對數(shù)lnx，logx等，程序設(shè)計者只需按規(guī)定的格式寫出函數(shù)名及一個或若干個自變量，即可得到相應(yīng)的值。如：SIN（1.0）= =0.8414709LOG（3.0）=log3=1.098612 REAL(8)=8.0INT（8.6）=8SIGN（4.5,-0.5）=-4.5 MAX(8,6,7,-11)=8SIGN（-0.5, 4.5）= 0.5 等。2022-3

18、-721幾點說明：幾點說明： 一個內(nèi)部函數(shù)要求一個或多個自變量一個內(nèi)部函數(shù)要求一個或多個自變量。當(dāng)自變量個數(shù)規(guī)定為 2時，自變量的順序不同，其值不同。MOD(8,3)=2，MOD(3,8)=3；當(dāng)自變量個數(shù)為 2 個以上時，則函數(shù)值與自變量的順序無關(guān)。 MAX(3.，6.，-4.)=MAX(-4.，3.，6.)=6. 內(nèi)部函數(shù)的自變量和函數(shù)值均有類型內(nèi)部函數(shù)的自變量和函數(shù)值均有類型；有的函數(shù)值的類型與自變量的類型有關(guān)，如ABS，MOD 等；有的函數(shù)值的類型與自變量的類型無關(guān)，如INT，REAL 等；此外函數(shù)名分為“專用名”和“通用名”兩種，見附錄V。 三角函數(shù)中角度的單位是弧度 ( rad)

19、，而不是度。 自變量可以是類型符合要求的常量、變量或表達(dá)式自變量可以是類型符合要求的常量、變量或表達(dá)式。 例如SQRT（4.0）， SQRT（A）， SQRT（2.+2.）均合法，而 SQRT（I）為非法，因為 I 為整型變量，SQRT函數(shù)的自變量類型為實型量。2022-3-722一、算術(shù)運算符及優(yōu)先級一、算術(shù)運算符及優(yōu)先級5 個算術(shù)運算符號：+ 算術(shù)加 （或正號）- 算術(shù)減 （或負(fù)號）* 乘法運算/ 除法運算* 乘方運算3 個優(yōu)先級及次序：* 乘方運算優(yōu)先級最高*，/ 乘、除運算次之+，- 加、減運算最低2022-3-723注意事項： 兩個運算符不能緊鄰，A 乘-B 不能寫成 A*-B，而應(yīng)

20、寫為A*（-B）或-B*A 同一優(yōu)先級遵循“先左后右”的原則，連續(xù)乘方按 “先 右后左”的原則，如：23)4(2*3*4=4096 ，而應(yīng)是)3(242*3*4=262144二、算術(shù)表達(dá)式的含義及表示方法二、算術(shù)表達(dá)式的含義及表示方法表達(dá)式是一個或多個運算的組合。 FORTRAN 表達(dá)式是由FORTRAN 運算符和括號將各運算元素（常量、變量、函數(shù)等）連接起來的一個有值的式子。 FORTRAN中允許使用 4 種表達(dá)式：算術(shù)表達(dá)式、關(guān)系表達(dá)式、邏輯表達(dá)式和字符表達(dá)式。不同的表達(dá)式有不同的運算符，其值的類型也不同。2022-3-724算術(shù)表達(dá)式是由一個或多個算術(shù)運算組合而成。如：數(shù)學(xué)表達(dá)式edcb

21、a+31的 FORTARN表達(dá)式可寫為:(1+3*A)/(B+C/(D+E) , 算術(shù)表達(dá)式求值的優(yōu)先次序為 :括號函數(shù)*,/+,-三、表達(dá)式運算中的類型問題三、表達(dá)式運算中的類型問題FORTRAN 允許不同類型的算術(shù)量 (整型、實型、雙精度型、復(fù)型 )之間進(jìn)行算術(shù)運算，并遵循以下原則： 相同類型的算術(shù)量之間運算的結(jié)果仍保持原類型；2*3 的值為整型數(shù)6；2.5*2.0的值為實型數(shù)5.0；2*3 的值為整型數(shù)8；5/2 的值為整型數(shù)2；1/2 的值為整型數(shù)0。 若參與運算的兩個算術(shù)量類型不同時，則編譯系統(tǒng)會自動將它們轉(zhuǎn)換成同一類型，然后進(jìn)行運算。轉(zhuǎn)換的規(guī)律是：將低級類型轉(zhuǎn)換成高級類型。整型 （

22、低）實型（高） 類型的轉(zhuǎn)換是從左而右進(jìn)行的，在遇到不同類型的算術(shù)量時才進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如 1/4*20.0=0.0先計算1/4 得整型數(shù)0，遇實數(shù)20.0，將0 轉(zhuǎn)換為0.0 與20.0相乘，結(jié)果為0.0，若將表達(dá)式寫成1*20.0/4則得表達(dá)式的值為5.0。2022-3-725四、運算的誤差問題四、運算的誤差問題一個整數(shù)（計算機(jī)規(guī)定的范圍內(nèi)）用二進(jìn)制能夠準(zhǔn)確無誤地表示出來，整型量的運算是準(zhǔn)確的。而某些實數(shù)由于受存儲方式的影響，有效位數(shù)受到限制，只能得到近似表示。因此實數(shù)的運算應(yīng)遵循以下規(guī)則： 盡量使每次運算結(jié)果都在有效位數(shù)范圍之內(nèi)，否則就會出現(xiàn)誤差，在運算中應(yīng)盡量避免兩個相差很大的數(shù)進(jìn)行加、減運算

23、，以防止“大數(shù)吃掉小數(shù)”。如： 0.001+1246825.0-1246820.0 的值是 5.0，而不是 5.001；若將運算次序調(diào)換為 1246825.0-1246820.0+0.001，則能夠得到正確值 5.001。 實數(shù)的“相等”和“不等”的比較應(yīng)慎重。如：（1./3.）*3.1.0，這是因為1./3.的值為0.3333333，在乘以 3.得到的值為 0.9999999。實數(shù) A 與 B 的“相等”和“不等”的比較最好改為判斷“e- BA” （e為一個很小的數(shù)，如 10-6），若不等式成立，則認(rèn)為 A=B，否則二者不等?？傊?，在實數(shù)運算中應(yīng)充分考慮到可能出現(xiàn)的誤差，并設(shè)法避免。 BAC

24、K2022-3-726一、賦值語句的性質(zhì)和作用賦值語句的作用是將一個確定的值賦給一個變量。一般格式為：V=eV 代表一個變量 （Varible 的第一個字母），e 代表一個表達(dá)式（Expession 的第一個字母），“=”應(yīng)理解為賦值號，而不是等號，如N=N+1 在數(shù)學(xué)上是不成立的，其作用是將N 的原值加 1 再送回到變量N 中，若N 的原值3，執(zhí)行上述賦值語句后N 的值變?yōu)?。幾點說明： FORTRAN77 的賦值語句有三類：算術(shù)賦值語句、邏輯賦值語句、字符賦值語句。算術(shù)賦值語句的作用是將一個算術(shù)量 （算術(shù)表達(dá)式的值）賦予一個算術(shù)型 （數(shù)值型）變量。 算術(shù)賦值語句兼有計算和賦值雙重功能。FO

25、RTRAN 中的求值計算主要通過賦值語句來實現(xiàn)。2022-3-727 賦值號左邊只能是變量名 （或數(shù)組元素名），而不能是表達(dá)式，賦值號右邊可以是常量、變量或表達(dá)式。二、執(zhí)行賦值語句時的類型轉(zhuǎn)換問題算術(shù)賦值語句中被賦值變量 （V）和表達(dá)式（e）的類型可以相同，也可以不同。 若 V 與 e 的類型相同，則直接賦值。如 I=3 ，A=5.7*T 若 V 與 e 的類型不同，則遵循“先求后化再賦”的原則。即： 求表達(dá)式的值 轉(zhuǎn)化為被賦值變量的類型執(zhí)行賦值。如： I=3.5*2.1，表達(dá)式的值為7.35，由于 I 是整型變量，系統(tǒng)先將 7.35 轉(zhuǎn)化為整數(shù) 7，再賦給變量 I，I 的值為 7。Back2

26、022-3-728 在輸入*語句中的第一個/*對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入 輸出(I/O)時，需要告知計算機(jī)系統(tǒng)以下信息：（輸出）哪些數(shù)據(jù)；從哪個設(shè)備輸入或輸出到哪個設(shè)備；以何種格式進(jìn)行輸入輸出。FORTRAN的輸入輸出格式有以下三類：按用戶指定的格式輸入和輸出；按系統(tǒng)隱含的標(biāo)準(zhǔn)格式輸入和輸出；無格式輸入和輸出。即以二進(jìn)制形式進(jìn)行輸入和輸出。一、表控輸出語句表控輸出即按系統(tǒng)隱含的標(biāo)準(zhǔn)輸出格式。機(jī)型不同，格式可能不同。表控輸出語句的格式為：WRITE（ ， ）輸出項，輸出項，（輸出表項）WRITE表示在系統(tǒng)隱含指定的設(shè)備上輸出（屏幕）， 第二個“*”號指的是“用表空格式輸出”2022-3-729 二、表控輸入

27、語句表控輸入語句的格式為：READ（*，*）輸入項，輸入項， （輸入表列）在READ語句中的第一個“*”表示“系統(tǒng)隱含指定的輸入設(shè)備”第二個“*”表示表控輸入表控輸入的幾點說明： 輸入數(shù)據(jù)的個數(shù)、類型應(yīng)與READ 語句中變量的個數(shù)、類型一致。輸入數(shù)據(jù)不夠，系統(tǒng)等待繼續(xù)輸入；輸入多余數(shù)據(jù)，多余部分無效；輸入數(shù)據(jù)的類型不一致，一般按出錯處理，但有的系統(tǒng)可為實型變量輸入整型數(shù)，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換。2022-3-730 每一個 READ 語句總是從新的輸入行開始讀數(shù)。例如，下列是兩個連續(xù)的輸入語句：READ（*，*） I ，JREAD（*，*） X ，Y如果在鍵盤上輸入：4，18，3.5，-7.6則只將前兩個整型數(shù)輸入給第一個 READ 語句的整型變量 I 和 J，而后兩個實型數(shù)為多余數(shù)據(jù)，不起作用。因為第二個 READ 語句要求從一個新行開始輸入數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)的正確格式為：4，183.5，-7.6