Fortran 第六講

1、Fortran第六講 數(shù)組(二)1回顧第五講數(shù)組定義、改變下標(biāo)范圍的定義三種初始化方法和變量一樣使用數(shù)組在內(nèi)存中是如何存儲(chǔ)的防止使用中產(chǎn)生數(shù)組的越界2在數(shù)組初始化中，引入隱式DO循環(huán)隱式DO循環(huán)在IO語句中的應(yīng)用FORMAT進(jìn)階3第六講如何對(duì)整個(gè)數(shù)組或數(shù)組的一部分進(jìn)行操作如何對(duì)數(shù)組使用Fortran內(nèi)置函數(shù)WHERE語句的用法FORALL結(jié)構(gòu)的用法如何定義可變大小的數(shù)組46.1.1 對(duì)整個(gè)數(shù)組的操作不帶下標(biāo)的數(shù)組名引用，視為對(duì)整個(gè)數(shù)組的引用INTEGER : a(5)WRITE (*,*) a 會(huì)依次輸出a的每個(gè)元素值a=1將a的每個(gè)元素賦值15結(jié)構(gòu)一致的數(shù)組可以直接算術(shù)運(yùn)算INTEGER :

2、 a(5),b(5),c(5)a=1b=2c=a+b a和b對(duì)應(yīng)的元素相加后放到c對(duì)應(yīng)的位置c=a-bc=a*bc=a/b66.1.2 內(nèi)置函數(shù)對(duì)數(shù)組的作用多數(shù)內(nèi)置函數(shù)都接受數(shù)組作為輸入?yún)?shù)返回結(jié)果為數(shù)組內(nèi)置函數(shù)對(duì)數(shù)組的作用是逐個(gè)應(yīng)用到數(shù)組的元素REAL : a(4)=(/-1.,2.,-3.,4./)a=ABS(a)76.1.3操作部分?jǐn)?shù)組部分?jǐn)?shù)組（局部數(shù)組）：下標(biāo)用下標(biāo)三元組（下標(biāo)向量）來指定：常見形式：下標(biāo)1:下標(biāo)2:下標(biāo)增量以上三個(gè)部分構(gòu)成一個(gè)三元組，都可以缺省如果缺省下標(biāo)1，那么默認(rèn)為數(shù)組中本 維度第一個(gè)元素的下標(biāo)如果缺省下標(biāo)2，那么默認(rèn)為數(shù)組中本維度最后一個(gè)元素的下標(biāo)如果缺省下標(biāo)增

3、量，默認(rèn)為18INTEGER:a(10)以下部分應(yīng)用的含義？a(:)a(3:7)a(3:7:2)a(3:)a(:7)a(:3)9INTEGER : a(5,10)以下部分?jǐn)?shù)組的含義？a(1:3:2,3:5:1)a(:,1)a(:,:)a(:5:2,9:)a(3,:)106.2 對(duì)數(shù)組使用Fortran內(nèi)置函數(shù)三大內(nèi)置函數(shù)：基本函數(shù)查詢函數(shù)變換函數(shù)116.2.1基本內(nèi)置函數(shù)使用標(biāo)量參數(shù)的函數(shù)，也可以用數(shù)組作為參數(shù)使用標(biāo)量作為參數(shù)時(shí)，函數(shù)返回值是標(biāo)量使用數(shù)組作為參數(shù)，函數(shù)返回相同結(jié)構(gòu)的數(shù)組ABSSINCOSTANEXPLOGLOG10MODSQRT126.2.2 查詢內(nèi)置函數(shù)用于查詢對(duì)象的屬性部分

4、常用的數(shù)組查詢函數(shù)ALLOCATED(ARRAY)LBOUND(ARRAY,DIM)SHAPE(SOURCE)SIZE(ARRAY,DIM)UBOUND(ARRAY,DIM)這些查詢函數(shù)在將數(shù)組傳遞給過程時(shí)，非常有用13LBOUND(ARRAY,DIM)如果沒有DIM，返回?cái)?shù)組ARRAY的所有下界，這個(gè)返回值是一個(gè)一維數(shù)組如果指定了DIM，返回一個(gè)標(biāo)量，表示DIM這個(gè)維度的下界INTEGER:a(3:5,3:6,0:7)LBOUND(a)LBOUND(a,1)LBOUND(a,3)UBOUND類似，只是表示上界UBOUND(a,3) 14SHAPE(SOURCE)返回?cái)?shù)組SOURCE的結(jié)構(gòu)IN

5、TEGER : a(-3:7,0:8)SHAPE(a) ?15SIZE(ARRAY,DIM)如果給出了維度，返回該維度的寬度否則返回?cái)?shù)組中元素的個(gè)數(shù)INTEGER : a(-3:7,0:8)SIZE(a,1) ?SIZE(a) ?166.2.3 變換內(nèi)置函數(shù)有一個(gè)或多個(gè)數(shù)組作為參數(shù)的函數(shù)，變換內(nèi)置函數(shù)操作整個(gè)數(shù)組輸出與輸入?yún)?shù)可能沒有相同的結(jié)構(gòu)RESHAPE(SOURCE,SHAPE) 這個(gè)上次課講過了將SOURCE的元素按照SHAPE重新構(gòu)建一個(gè)新的數(shù)組RESHAPE(/1,2,3,4,5,6/),(/2,3/) 將一維數(shù)組(1,2,3,4,5,6)構(gòu)造為2X3的二維數(shù)組17DOT_PROD

6、UCT(VECTOR_A,VECTOR_B)計(jì)算兩個(gè)大小相等的向量的點(diǎn)積參數(shù)是兩個(gè)元素個(gè)數(shù)相等的一維數(shù)組MATMUL(MATRIX_A,MATRIX_B)計(jì)算兩個(gè)矩陣的叉積參數(shù)必須是兩個(gè)可以叉乘的矩陣18MASK 與 mask_expr在此后的學(xué)習(xí)中，經(jīng)常會(huì)見到以上兩個(gè)形式MASK=mask_exprmask_expr是說明掩碼的邏輯數(shù)組這個(gè)數(shù)組的所有元素都是邏輯值例：INTEGER : a(5)=(/1,2,3,4,5/)LOGICAL : b(5)b=a319ALL(MASK) 如果數(shù)組MASK中的所有元素值都為真，邏輯函數(shù)返回TRUEANY(MASK)如果數(shù)組MASK的任意元素值為真，邏

7、輯函數(shù)返回TRUECOUNT(MASK)返回?cái)?shù)組MASK中為真元素的個(gè)數(shù)20MAXLOC(ARRAY,MASK)返回MASK為真對(duì)應(yīng)的ARRAY中的元素的最大值的位置，結(jié)果是帶有一個(gè)元素的一維數(shù)組，這個(gè)數(shù)組元素是ARRAY中的下標(biāo)值，MASK是可選的MAXVAL(ARRAY,MASK)返回MASK為真對(duì)應(yīng)的ARRAY中的元素的最大值MINLOC(ARRAY,MASK)參考MAXLOCMINVAL(ARRAY,MASK)參考MINVAL21SUM (ARRAY,MASK)計(jì)算ARRAY中MASK為真的元素的和。MASK為可選的，如果不提供，計(jì)算數(shù)組中所有元素的和TRANSPOSE(MATRIX)

8、將MATRIX轉(zhuǎn)置后返回22更多的變換函數(shù)可以參考教材的附錄A的數(shù)組函數(shù)部分這些函數(shù)都很有用，我們?cè)谝院蟮睦袒蛄?xí)題會(huì)涉及到一部分，請(qǐng)諸位養(yǎng)成查閱這一附錄的習(xí)慣236.3 WHERE結(jié)構(gòu)6.1中，我們學(xué)習(xí)了如何操作部分?jǐn)?shù)組INTEGER : a(10)a(3:5)=3將a(3),a(4),a(5)賦值為3如果我們要對(duì)滿足某個(gè)條件的所有元素進(jìn)行操作WHERE (a0)info=-infoELSEWHERE info=-3*infoEND WHEREWRITE (*,*) info27單行WHERE語句WHERE (mask_expr) Array Assignment StatementWHER

9、E(a0) a=-a286.4 FORALL結(jié)構(gòu)FORALL 結(jié)構(gòu)也可以對(duì)部分?jǐn)?shù)組元素操作被操作的元素通過下標(biāo)索引和邏輯條件進(jìn)行選擇name:FORALL (in1=triplet1,in2=triplet2,logical_expr)statement 1statement 2statement nEND FORALL name29每個(gè)triplet叫一個(gè)三元組，由下面形式構(gòu)成下標(biāo)1:下標(biāo)2:下標(biāo)增量REAL:work(10,10)FORALL (i=1:10,j=1:10,work(i,j)/=0.)work(i,j)=1./work(i,j)END FORALL306.5 可變大小數(shù)組截

10、止目前所講的都是靜態(tài)內(nèi)存分配數(shù)組每個(gè)數(shù)組的大小在編譯的時(shí)候設(shè)定且不可更改有什么缺點(diǎn)？解決方案是采用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配數(shù)組31實(shí)現(xiàn)方法：分配：ALLOCATABLE和ALLOCATE()DEALLOCATE例：INTEGER,ALLOCAT ABLE: a(:)INTEGER : iread (*,*) iALLOCATE(a(i)分配了一個(gè)一維數(shù)組，數(shù)組大小從鍵盤輸入32REAL,ALLOCATABLE : a(:,:)INTEGER : i=100,j=500,statusALLOCATE(a(i,0:j),STAT=status)動(dòng)態(tài)分配一個(gè)二維數(shù)組通過status返回分配狀態(tài)如果分配成功，status為0，否則不為0總是使用STAT=status監(jiān)視分配狀態(tài)，以便準(zhǔn)確知道程序異常終止的原因33ALLOCATED()函數(shù)ALLOCATED(array) 如果已經(jīng)用ALLOCATE()給ARRAY分配了空間那么函數(shù)返回值是.TRUE. 否則為.FALSE.例：IF (ALLOCATED(array) THENarray=1ELSEWRITE(*,*) Warning : Arr