FORTRAN90第二章-選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計教學(xué)課件

§2.1關(guān)系表達(dá)式與邏輯表達(dá)式§2

選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計

§2.2

塊IF結(jié)構(gòu)與IF語句

§2.3

CASE結(jié)構(gòu)

§2.4選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計舉例

§2.5小結(jié)2020/12/101§2.1關(guān)系表達(dá)式與邏輯表達(dá)式算法中經(jīng)常要根據(jù)某種邏輯判斷的結(jié)果來決定下一個步驟應(yīng)該做什么。這就是帶分支選擇的算法。選擇結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)化算法中一種基本結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)的前提是進(jìn)行關(guān)系運(yùn)算和邏輯判斷。2020/12/102§2.1.1關(guān)系表達(dá)式算術(shù)量A與B之間存在六種關(guān)系:A>BA≥BA≠BA=BA≤BA<B

FORTRAN用六種關(guān)系運(yùn)算符表示它們:

>(.GT.)表示>>=(.GE.)表示≥

/=(.NE.)表示≠==(.EQ.)表示=

<=(.LE.)表示≤<(.LT.)表示<()中是早期版本的寫法,不提倡使用。格式:E1關(guān)系運(yùn)算符E2E1與E2為算術(shù)量或字符型的量關(guān)系表達(dá)式的值是邏輯量:真或假2020/12/103算術(shù)運(yùn)算符的優(yōu)先級別高于關(guān)系運(yùn)算符:3+5.GT.SQRT(49.0)-3=8.GT.4,真實數(shù)的運(yùn)算與存儲都有誤差,對實數(shù)進(jìn)行==或/=運(yùn)算時要特別當(dāng)心。一般用兩者之差的絕對值作為判斷的依據(jù)。用ABS(A-B)<1E-6來代替A==B用ABS(A-B)>1E-6來代替A/=B對于整型數(shù),可直接用==,/=來判斷.2020/12/104§2.1.2邏輯表達(dá)式邏輯型變量:可以將關(guān)系表達(dá)式的結(jié)果賦值給一個變量,該變量的值只能是真或假,類型是邏輯型

LOGICALA,B,L1A=3+5.GT.SQRT(49.0)-3邏輯賦值語句FORTRAN用五種邏輯運(yùn)算符表示布爾運(yùn)算:.NOT.邏輯非

.AND.邏輯與

.OR.邏輯或

.EQV.邏輯等

.NEQV.邏輯不等.NEQV.也可用

.XOR.表示。布爾運(yùn)算按照數(shù)學(xué)上的規(guī)定進(jìn)行。要在理解的基礎(chǔ)上掌握邏輯運(yùn)算的“真值表”判斷幾個條件是否同時滿足,數(shù)學(xué)上可以用布爾運(yùn)算,FORTRAN用邏輯表達(dá)式表示。2020/12/105邏輯表達(dá)式的格式:E1邏輯運(yùn)算符E2E1與E2為邏輯型的量,可以是:

邏輯變量、邏輯常量、關(guān)系表達(dá)式、邏輯表達(dá)式、整型量邏輯表達(dá)式運(yùn)算次序:括號>函數(shù)>算術(shù)表達(dá)式>關(guān)系表達(dá)式>邏輯運(yùn)算同一級別的運(yùn)算,從左至右進(jìn)行邏輯運(yùn)算符優(yōu)先級別:.NOT.高于.AND.高于.OR.高于.EQV.和.NEQV.邏輯表達(dá)式的值也是邏輯量:真或假2020/12/106當(dāng)邏輯運(yùn)算符作用于整型量時,執(zhí)行整數(shù)的按位操作,結(jié)果是一個整數(shù)而不是邏輯型數(shù)據(jù)。3.XOR.5=63.and.5=53.or.5=7五種邏輯運(yùn)算符中,邏輯非、邏輯與、邏輯或是基本的。其它兩種可以由它們組合得到,例如:Ａ.EQV.B等價于(注意邏輯運(yùn)算符兩邊小圓點)A.AND.B.OR..NOT.A.AND..NOT.BＡ.NEQV.B等價于

A.AND..NOT.B.OR..NOT.A.AND.B2020/12/107關(guān)系表達(dá)式不可連寫:Ａ<B≤C不能寫成A.LT.B.LE.C須用邏輯表達(dá)式A.LT.B.AND.B.LE.C2020/12/108§2.2塊IF結(jié)構(gòu)與IF語句FORTRAN90有三種方法實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu):IF語句、塊IF結(jié)構(gòu)和CASE結(jié)構(gòu)?！?.2.1邏輯IF語句§4.2.2塊IF結(jié)構(gòu)2020/12/109§2.2.1邏輯IF語句邏輯IF語句也稱為行IF語句。格式:IF(E)可執(zhí)行語句例:IF(X>0)PRINT*,XIF(X>0.and.Y>0)PRINT*,‘第一象限’邏輯IF語句本身僅僅是一條語句,當(dāng)條件為真時,也只執(zhí)行一條語句,而不可能執(zhí)行多條語句,與下面要介紹的塊IF有明顯的區(qū)別。2020/12/1010IF(X<0)Y=XIF(X>=0)Y=X+5也可寫為Y=XIF(X>=0)Y=X+5而IF(X>=0)Y=X+5Y=X是錯誤的.2020/12/1011§2.2.2塊IFIF(E)THEN(塊IF語句)一條或多條執(zhí)行語句(THEN塊)ELSE(ELSE語句)一條或多條執(zhí)行語句(ELSE塊)ENDIF(ENDIF語句)EIF塊ELSE塊真假2020/12/1012§2.2.2塊IFIF(E)THEN一條或多條執(zhí)行語句ELSEIF(E)THEN一條或多條執(zhí)行語句ELSEIF(E)THEN一條或多條執(zhí)行語句…………ELSE一條或多條執(zhí)行語句ENDIFEIF塊真假EELSEIF塊真假EELSEIF塊真假ELSE塊EndIfIF2020/12/1013

塊if語句和endif語句分別標(biāo)志塊IF的開始和結(jié)束。每個塊IF都有且僅有一條塊if語句、endif語句塊IF中每個塊都可以省略,表示那種情況下什么也不做。每個塊IF至多有一條ELSE語句和一個ELSE塊。沒有ELSE塊的時候,ELSE語句可有可無。一個塊IF中可以沒有也可以有一條或多條Elseif語句,省略ELSEIF塊時,Elseif語句可有可無。被省略的塊也可以理解為空塊。塊IF中最多只有一個塊被執(zhí)行,在省略ELSE語句的情況下,有可能什么也不做。2020/12/1014§2.2.2.1塊IF的幾種形式因各個塊都可省略,塊IF常以較簡單的形式出現(xiàn)形式一:只有IF塊

IF(E)THEN

一條或多條執(zhí)行語句ENDIFEIF塊真假形式二:只有ELSE塊IF(E)THENELSE

一條或多條執(zhí)行語句ENDIFEELSE塊真假2020/12/1015形式二實際是形式一的變種IF(.NOT.E)THEN

一條或多條執(zhí)行語句ENDIF.NOT.ETHEN塊真假2020/12/1016§2.2.2.2塊IF編程例題2020/12/1017例:輸入三條邊的長度,計算三角形面積。簡要程序Read(*,*)

A,B,CIF(A.LE.0.OR.B.LE.0.OR.C.LE.0)THENSTOP‘輸入數(shù)據(jù)錯誤,邊長必須為正數(shù)’ENDIFIF(A+B.LE.C.OR.A+C.LE.B.OR.B+C.LE.A)THENPRINT*,‘不能構(gòu)成三角形!’STOP12345ELSES=(A+B+C)*0.5S=SQRT(S*(S-A)*(S-B)*(S-C))PRINT*,‘三角形邊長:’,A,B,C,‘面積:’,SENDIFEND2020/12/1018

y=例:計算分段函數(shù)的值0x<-102x+20-10≤x<0200≤x<2030-0.5x20≤x<4050-x40≤x<500x≥502020/12/1019簡要程序:Read(*,*)XIF(X.LT.–10)THENY=0ELSEIF(X.LT.0)THENY=X+X+20ELSEIF(X.LT.20)THENY=20ELSEIF(X.LT.40)THENY=30-0.5*XELSEIF(X.LT.50)THENY=50-XELSEY=0EndifEnd2020/12/1020§2.2.2.3塊IF的嵌套塊IF中各塊里的執(zhí)行語句都可以出現(xiàn)又一個塊IF結(jié)構(gòu),稱為塊IF的嵌套。塊IF的嵌套理論上可以有無窮層。塊IF結(jié)構(gòu)是由塊IF語句和ENDIF語句括起來的一段程序。塊IF嵌套中的IF與ENDIF必須成對出現(xiàn),這是顯而易見的。ENDIF與IF總是就近配對。應(yīng)該推敲算法,減少塊IF嵌套的層數(shù)。因為塊IF嵌套太深會導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可讀性降低。2020/12/1021可選部分如果有,就必須與關(guān)鍵字用空格分開。為提高塊IF嵌套結(jié)構(gòu)的程序可讀性,可以給塊IF結(jié)構(gòu)取名,其一般用法為:named_if_block:if(e)thenstatementselse[named_if_block]statements

endif[named_if_block]2020/12/1022例:輸入點P(x,y)的坐標(biāo),判別P點在第幾象限。簡要程序Read(*,*)

X,YIF(X.GT.0)THENIF(Y.GT.0)THENPRINT*,‘P點在第一象限’

ELSEPRINT*,‘P點在第四象限’

ENDIFELSEIF(Y.GT.0)THENPRINT*,‘P點在第二象限’

ELSEPRINT*,‘P點在第三象限’

ENDIFENDIFEND未考慮正好在坐標(biāo)軸上的情形2020/12/1023例:將學(xué)生的成績分為A(G≥90),B(80≤G<90),C(70≤G<80),D(60≤G<70),E(G<60)五等.程序為:INTEGERGREAD*,GIF(G>=90)THENPRINT*,’A’ELSEIF(G>=80)THENPRINT*,’B’ELSEIF(G>=70)THENPRINT*,’C’ELSEIF(G>=60)THENPRINT*,’D’ELSEPRINT*,’E’ENDIFEND2020/12/1024例：閱讀程序，寫出程序的運(yùn)行結(jié)果程序1LOGICALP，QREAD（*，’（1X，2L4）’）P，QX=0；Y=0IF（P）X=1.0IF(Q)Y=1.0WRITE(*,*)X,YEND當(dāng)從鍵盤輸入FFTTFFTTFFTT,則X,Y的值為

_________.

程序2READ*,XIF(X<0)THENY=0.0ELSEIF(X<15)THENY=1.0ELSEIF(X<30)THENY=2.0ELSEY=3.0ENDIFWRITE(*,*)YEND當(dāng)X=-12,12,22,32時，對應(yīng)的Y值各為多少。2020/12/1025§2.3CASE結(jié)構(gòu)對多重分支選擇結(jié)構(gòu),可以用CASE結(jié)構(gòu)描述,比起塊IF嵌套結(jié)構(gòu)來,更加直觀簡潔。2020/12/1026§2.3.1CASE結(jié)構(gòu)的形式

CASE結(jié)構(gòu)一般形式:Selectcase(case_exp)case(case_selector1)CASE塊statementscase(case_selector2)CASE塊statements….[casedefaultDEFAULT塊statements]EndSelect2020/12/1027

Selectcase與EndSelect是CASE結(jié)構(gòu)的入口和出口,必須成對出現(xiàn)CASE表達(dá)式case_exp可以是整型、邏輯型與字符型,但不可以用實型或復(fù)型表達(dá)式CASE選擇器必須與CASE表達(dá)式類型一致CASE塊可多可少,可以省略。CASEDEFAULT語句應(yīng)不多于一條,并應(yīng)放在所有CASE語句之后。CASE選擇器是整數(shù)時,可以有多種表示法:case(1),case(1,3,5),case(1:5,9,6)case(100:200)case(100:)case(:120