FORTRAN90程序设计.ppt

FORTRAN90程序设计,主讲：刘华蓥,FORTRAN90程序设计,第一章程序设计基础知识,程序设计语言,低级语言,高级语言,机器语言,汇编语言,程序设计语言,汇编语言,如：ADD加MOV传递指令,汇编程序,高级语言,高级语言是面向问题计算过程的程序设计语言。,用高级语言编写的源程序必须经过编译或解释之后才能被计算机执行。编译程序把源程序全部编译成用机器语言书写的程序。,常用的高级语言：FORTRAN、C、BASIC、PASCAL等。,算法的描述,例1-1求,算法概述,算法：为解决某一特定问题而采用的具体工作步骤或方法。,1.有穷性2.确定性3.有零个或多个输入4.有一个或多个输出5.可执行性(或有效性),算法图示表示法,算法图示表示法,程序流程图,（1）流程线,（2）起止框,（3）处理框,（4）判断框,（5）输入输出框,（6）连接点,开始,结束,S+A=S,0=S,0=I,输入A,I+1=I,Is,0=I,输入A,S+A=S,I+1=I,直到I=100,输出结果S,例1-1N-S图,第二章FORTRAN90基础知识,FORTRAN是FORmulaTRANslation的缩写,1954年,1991年,第一个FORTRAN文本的提出,1978年,推出FORTRAN77,FORTRAN90问世,FORTRAN语言的发展,源程序及其构成,例2-1,PROGRAMH_TO_C!GiventheFtemprature,tocalculatetheCentigradeREAL:TC,THREAD*,THTC=5*(TH-32)/9PRINT*,TH,TCENDPROGRAMH_TO_C,例2-2PROGRAMCAL_M_SUMIMPLICITNONEINTEGER:N,MREAL:T,AN=0;T=0PRINT*,Inputnumberofdata:READ*,MDOREAD*,AT=T+A;N=N+1IF(N=M)EXITENDDOPRINT*,TENDPROGRAMCAL_M_SUM,例2-3,FUNCTIONFACTOR(N)RESULT(FAC_RESULT)IMPLICITNONEINTEGER:N,FAC_RESULT,IFAC_RESULT=1DOI=1,NFAC_RESULT=FAC_RESULT*IENDDOENDFUNCTIONFACTOR,PROGRAMCAL_FACTORIMPLICITNONEINTEGER:FACTOR,S=0,IDOI=4,8S=S+FACTOR(I)ENDDOPRINT*,S=,SENDPROGRAMCAL_FACTOR,1.FORTRAN90是分块形式的程序，一个程序含有多个程序单元，每个程序有且仅有一个主程序单元。2.各程序单元由若干行构成。程序行主要有：说明语句行可执行语句行注释行（用！开始）,FORTRAN90程序的构成,语言元素,FORTRAN90字符集,1.26个大写英文字母,2.10个阿拉伯数字,3.下划线_(与“-”不同),4.21个特殊字符,5.其它字符具体的处理系统字符集中还可以有附加字符，但只可以出现在字符常量、字符串编辑描述符、注释和输入、输出记录中。,记号和名字,记号：字母、数字或专用字符的基本有效的序列称为记号，它包括标号、关键字、名字、常数、运算符和定界符。,注意：1、在记号内部，不许随意地使用空格。,2、记号与记号之间的空格可以随意地使用。一个记号与相邻关键字、名字、常数或标号之间，应当用一个或多个空格分开。,SIN(X)SIN(X),A*SIN(X)+5.3A、*、SIN、X、+、5.3,A*SIN(X)+5.3IMPLICITNONEENDDO,记号和名字,在FORTRAN90中使用的名字被用于标识一个程序成分，如程序单元、有名变量、有名常量、虚元或派生类型等。,名字:,注意：,(1)名字的长度不能超过31个字符。(2)名字的组成成分可以是字母、数字和下划线。(3)名字的第一个字符必须是字母。,A,1A,S_P_O,SAEITE_,THIENAME,Y2000,A*BC,记号和名字,基本常量,整型常量,0,+456,34_2,-19,种别,10.0,10.,二进制数：B101101或B101101,八进制数：O76210或O76210,十六进制数：Z1FA2或Z1FA2,整型常量,常用的实型表示法有小数形式和指数形式：,5.23443E-22385E6,实型常量,1/2,e,-3.14159,10.,1E2,实型常量,规格化的指数形式：,(1)数字部分的绝对值小于1，而且小数点后的第一位数字不为0。,-0.743643E-12,21.835E-12,(2)数字部分有而且只有一位非零整数。,7.123E24,0.2834E-34,复型常数,(1.25,0.4)(1E5,38)(1.0,4.2),字符型常量,字符型常量又叫字符串或字符常数，由一对单撇号或一对双撇号之间的字符序列组成.,ABCDCHINA4653374,Imastudent,逻辑型常量,.TRUE.和.FALSE.,变量,说明整型变量的关键字：INTEGER说明实型变量的关键字：REAL说明复型变量的关键字：COMPLEX说明逻辑型变量的关键字：LOGICAL说明字符型变量的关键字：CHARACTER,变量是指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。用变量名来表征。,INTEGRAL_RESULT(积分结果)NUMBER_OF_DAYS(天数),类型说明语句：,INTEGER:I,J,KREAL:X,Y,Z,REAL(KIND=2):A,B,INTEGER,PARAMETER:M=5,N=24,变量,REAL,PARAMETER:PI=3.1415926,程序单元概念,程序单元是FORTRAN程序的基本成份。程序单元可以是主程序、子程序、模块。,PROGRAM程序名说明部分可执行部分内部过程ENDPROGRAM程序名,主程序,子程序,子程序是可以完成某一独立算法或功能的程序单元，又称为过程。,第三章基本语句,类型说明语句,算术表达式和赋值语句,输入与输出语句,输入与输出编辑符,类型说明语句,类型说明语句的一般形式：类型说明(种别说明),属性说明1,属性说明n变量名表,INTEGER(KIND=2),DIMENSION(1:15)A,REALX=1.6,Y,COMPLEXK,L,属性说明,1.PARAMETER属性（常量名属性）,INTEGER,PARAMETERN=5,2.DIMENSION属性（数组属性）,REAL,DIMENSION(1:10):X,3.INTENT属性（意图属性）只用于子程序中,算术表达式和赋值语句,赋值语句,算术表达式,算术表达式,1.算术运算符,+,-,*,/,2.算术运算符的优先顺序,和,和,3.5+2*A/B-V*2,1自变量必须用括号括起来。,2三角函数自变量单位为弧度。,3函数对自变量的类型有要求。,4ABS(5)=5ABS(5.0)=5.0MOD(8,5)=3MOD(8.0,5.0)=3.0INT(-2.6)=-2REAL(7)=7.0,.内在函数,SIN(X),TAN(23*3.14/180),自变量必须为实型（或复型）：三角函数、SQRT、LOG、LOG10、EXP,算术表达式,4.算术表达式,表达式是由运算符和括号将各运算元素连结起来的有意义的式子。,优先次序:括号函数*/或*+或-,书写时注意：（）*,算术表达式,表达式的类型：,1/3,2*3.6,算术表达式,1/4*2.8,16*(1/4),赋值语句,一般形式:V=e作用是将一个表达式的值赋给一个变量(或一个数组元素等)。,A=4.2B=AZ=(-X*2)*3GL=.TURE.G2=ABC,1功能:计算、转换、赋值。,说明:,2赋值号“=”,赋值语句,3类型,应用举例,并联电阻总电阻电流,例3-1有一直流电路，电压U200伏，电阻20欧、50欧、100欧，求电路的等效电阻和总电流。,U,PROGRAMMAINIMPLICITNONEREAL:I,R0,R1,R2,R12,R,UR0=100.0;R1=20.0;R2=50.0U=200.0R12=R1*R2/(R1+R2)R=R0+R12I=U/RWRITE(*,*)R=,RWRITE(*,*)I=,IENDPROGRAMMAIN,运行结果：R=1.1428571E+02I=1.7500000,例3-2有一圆柱和圆球，已知半径r=1.5，圆柱高h=3.0，求圆周长、圆面积、圆球表面积、圆球体积、圆柱体积。,PROGRAMMAINIMPLICITNONEREAL:PI=3.14159,R=1.5,H=3.0REAL:L,S,SQ,VQ,VZL=2.0*PI*RS=PI*R*2SQ=4.0*PI*R*2VQ=4.0/3.0*PI*R*3VZ=PI*R*2*HWRITE(*,*)L=,LWRITE(*,*)S=,SWRITE(*,*)SQ=,SQWRITE(*,*)VQ=,VQWRITE(*,*)VZ=,VZENDPROGRAMMAIN,输入与输出语句,输入与输出概念,将外部介质上的数据通过计算机的输入设备送到计算机内存称为输入；将计算机内存的数据通过输出设备送到外部介质上，称为输出。,READ语句(输入语句,也称读语句)PRINT语句和WRITE语句(输出语句,也称写语句),READ*,输入表READ(*,*)输入表READ(部件号,*)输入表,输入语句,READ*，X，Y，Z，W,1.表控格式输入,READ(*,*)X，Y，Z，W,READ(5,*)X，Y，Z，W,输入语句,2.自定格式输入,READ(部件号,格式说明)输入表,编辑符,READ(*,(I7)X,Y,READ(I7),X,Y,READ(5,(I7)X,Y,必须是变量,注意:,2类型,3个数,输入语句,4每一个READ语句都从一个新的记录开始读数。,5重复因子,6在一个数据的中间不能插入空格。,1输入的数据必须是常数，不能是变量和表达式。,7/,输出语句,1.自定格式输出,WRITE(部件号，格式说明)输出表,WRITE(6,(2F6.2)X,X*Y,PRINT格式说明,输出表,WRITE(6,*)X,YPRINT*,X,Y,2.表控格式输出,可为表达式,输入与输出编辑符,常用编辑符,1.整型I2.实型F和E3.复型4.字符型A5.X、/和:,有关一个记录的编辑格式说明,1.类型,2.重复系数,PRINT(1X,F5.1,2I4,F5.1,2I4,E10.3),A,B,C,D,E,F,GPRINT(1X,2(F5.1,2I4),E10.3),A,B,C,D,E,F,G,例3-3已知三角形的三条边长a、b和c，求其面积。,PROGRAMMAIN_AREAIMPLICITNONEREAL:A,B,C,S,AREAREAD*,A,B,CS=(A+B+C)/2.0AREA=SQRT(S*(S-A)*(S-B)*(S-C)WRITE(*,(A,F8.3)AREA=,AREAENDPROGRAMMAIN_AREA,，其中S=1/2（