工程分析程序设计上机作业Fortran部分1

工程分析程序设计 上机作业（二）模块化编程（1）上机目的：掌握内部例程、主程序、外部例程、接口块、模块等功能的使用方法。1、 有一个六边形，求其面积。为求面积，作了3条辅助线。如图所示：（提示，三角形面积=，其中，a、b、c为三个边长）。要求用内部函数来实现。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEREAL :L1=10,L2=20,L3=18,L4=15,L5=21,L6=14,L7=30,L8=36,L9=28REAL FF=AREA(L5,L6,L9)+AREA(L1,L8,L9)+AREA(L2,L7,L8)+AREA(L3,L4,L7)PRINT*,FCONTAINSFUNCTION AREA(A,B,C)REAL S,A,B,C,AREAS=(A+B+C)/2AREA=SQRT(S*(S-A)*(S-B)*(S-C)END FUNCTIONEND2、 使用牛顿法求解以下方程的根：（要求用外部子程序）PROGRAM MAINIMPLICIT NONEREAL F,DFEXTERNAL GENCALL GEN(F,DF)ENDSUBROUTINE GEN(F,DF)IMPLICIT NONEREAL :X=0REAL F,DFINTEGER :N=0INTEGER :MaxN=100REAL :Eps=1.0E-6F=X*2+4*X+1DF=2*X+4DO WHILE (ABS(F)Eps.AND.NMaxN)X=X-F/DFN=N+1F=X*2+4*X+1DF=2*X+4END DOIF (FEps.AND.NMaxN)X=X-F/DFN=N+1F=7*X*4+6*X*3-5*X*2+4*X+3DF=28*X*3+18*X*2-10*X+4END DOIF (FB) A=A-B END DO C=A END SUBROUTINEEND MODULEPROGRAM MAIN USE Mod IMPLICIT NONE REAL A,B INTEGER C PRINT*,请输入A,B的值: READ*,A,B CALL ACR(A,B,C) PRINT*,A和B的余数是:,C END PROGRAM2、 编写函数子程序GDC求两个数的最大公约数。求最大公约数的算法如下：把两个数中大的那个数作为被除数，两数相除得到一个余数。把余数去除除数得到新一轮的余数。不断重复这一过程直到余数为0，这时的除数就是两个数的最大公约数。调用此函数，求1260，198，72三个数的最大公约数。program main implicit none integer a,b,c,i,j,k print*,请输入要求的数:a,b,c read*,a,b,c i=gdc(a,b) j=gdc(b,c) k=gdc(i,j) print*,k contains function gdc(a,b) implicit noneinteger a,b,c,d,gdc if (ba) then d=a a=b b=dend if c=mod(a,b)do while (c0) a=b b=c c=mod(a,b)end do gdc=b end functionend3、 编写一个函数子程序求sinh(x)，以下分三个步骤完成：（1）用递归算法，求出；（2）自行编程求出，要求计算精度是不能用Fortran的内部函数EXP(x)；（3）计算。 PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER N,XREAL M PRINT*,请输入X值: READ*,X M=SINH(X) PRINT*,SINH(X)=,M CONTAINS FUNCTION SINH(X) IMPLICIT NONE INTEGER I,X,N REAL A,B,C,SINH I=1 A=X/I DO WHILE (A1.0E-6) C=1+A I=I+1 A=A*(X/I) END DO SINH=(C-(1/C)/2 END FUNCTION END4、 编写一程序用Euler法求解微分方程，当x=0时，y=1.0。试求出x=0.1,0.2,0.3,0.4.,1.0时的y值。算法如下：Euler法求解，定解条件：。取向前差分，令， 得 PROGRAM MAINIMPLICIT NONEREAL X,YINTEGER I Y=1.0 X=0 DO I=1,10 Y=Y+0.1*(Y*Y-X*X) X=X+0.1 PRINT*,X=,X,Y=,Y END DOEND工程分析程序设计 上机作业（四）结构化编程上机目的：练习使用选择结构和循环结构编制程序。1、 求y值，x由键盘输入。PROGRAM MAINIMPLICIT NONE REAL X,Y PRINT*,请输入X值 READ*,X IF (X=0.AND.X=10.AND.X=20.AND.XE(J) THEN T=E(I) E(I)=E(J) E(J)=T END IFEND DO END DO PRINT*,E END3、 编写一个子程序，判断一个整数是否素数。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER X,SSPRINT*,请输入一个整数：READ*,X CALL SUSHU(X,SS)CONTAINSSUBROUTINE SUSHU(A,SS) IMPLICIT NONE INTEGER I,A,B,SS,K K=0 DO I=2,A-1 B=MOD(A,I) IF (B=0) THEN K=K+1END IF END DO IF (K=0) THEN PRINT*,是素数 ELSE PRINT*,不是素数 END IFEND SUBROUTINEEND4、 利用上一编程结果，对1000以内的所有偶数验证哥德巴赫猜想。即：对于大于2的任一偶数，先分解为两个奇数之和，然后验证第一个奇数是否素数，如果是，再验证第二个奇数是否素数，如果两个奇数都是素数，则输出结果。（要求给出所有把偶数分解成两个素数之和的等式）。并统计，每个偶数可以分解的等式个数（两个素数互换位置的不算一个独立的结果），研究随着偶数增大，分解的等式个数的变化规律。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER I,x,y,SS,NDO I=2,1000,2N=0 DO X=1,I/2,2 Y=I-X CALL SUSHU(X,SS) IF (SS=0) THEN CALL SUSHU(Y,SS) IF (SS=0) THEN PRINT*,I,X,Y N=N+1 END IF END IF END DO PRINT*,共有N种,NEND DOCONTAINSSUBROUTINE SUSHU(A,SS) INTEGER J,A,B,SS,K K=0 DO J=2,A-1 B=MOD(A,J) IF (B=0) THEN K=K+1END IF END DO IF (K=0) THEN SS=0 ELSE SS=1 END IFEND SUBROUTINEEND5、 输入一个自然数，进行因子分解并输出结果，例如24=12223。（输出格式不限）。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER X,I,A,K,B,JPRINT*,请输入一个自然数:READ*,XB=XDO I=1,B DO J=2,X A=MOD(X,J) IF (A=0) THEN X=X/J PRINT*,J EXIT END IFEND DOEND DOEND工程分析程序设计 上机作业（五）数组（1）上机目的：练习数组的声明、存储、操作，以及数组参数、动态数组、数组函数的使用。1、 打印杨辉三角形（格式不限）。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER I,J,KINTEGER:A(5,5)DO I=2,5 A(1,1)=1 A(I,1)=1 DO J=2,5 A(I,J)=A(I-1,J-1)+A(I-1,J) END DO END DO DO K=1,5 PRINT*,A(K,:) END DOEND2、 输入两个矩阵，并用矩阵作为子程序的参数，用子程序完成任意两个矩阵的乘法。（如果可能，用数组函数子程序来完成这一功能）3、 PROGRAM MAIN4、 IMPLICIT NONE5、 INTEGER,PARAMETER:L=2,M=2,N=26、 REAL:A(L,M)7、 REAL:B(M,N)8、 REAL:D(L,N)9、 INTEGER R,C,I10、 WRITE(*,*)矩阵A11、 DO R=1,L12、 DO C=1,M13、 WRITE(*,(A(,I1,I1,)=)R,C14、 READ(*,*)A(R,C)15、 END DO16、 END DO17、 WRITE(*,*)矩阵B18、 DO R=1,M19、 DO C=1,N20、 WRITE(*,(B(,I1,I1,)=)R,C21、 READ(*,*)B(R,C)22、 END DO23、 END DO24、 WRITE(*,*)A*B=25、 CALL CHENGFA(A,B,D,L,M,N)26、 DO I=1,L27、 WRITE(*,*)D(I,:)28、 END DO29、 CONTAINS30、 SUBROUTINE CHENGFA(A,B,D,L,M,N)31、 INTEGER L,M,N32、 REAL:A(L,M)33、 REAL:B(M,N)34、 REAL:D(L,N)35、 INTEGER K36、 DO R=1,L37、 DO C=1,M38、 D(R,C)=039、 DO K=1,N40、 D(R,C)=D(R,C)+A(K,C)*B(R,K)41、 END DO42、 END DO43、 END DO44、 END SUBROUTINE45、 END3,用“冒泡算法”对一个数列A(I)进行排序，步骤如下：（1）若A(2)A(1)，则将A(2)与A(1)对换位置。（2）若A(3)A(J) THEN K=A(I) A(I)=A(J) A(J)=KEND IF END DO END DOWRITE(*,(10I4)AEND46、 从A、B两个数列中，把同时出现在两个数列中的数据删去。例如：A：2 5 5 8 9 12 18B：5 8 12 12 14操作完成后：A：2 9 18B：14PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER,PARAMETER:X=7INTEGER,PARAMETER:Y=5INTEGER:A(X)=(/2,5,5,8,9,12,18/)INTEGER:B(Y)=(/5,8,12,12,14/)INTEGER:I,J,K,RDO I=1,X DO J=1,Y IF(A(I)=B(J) THEN DO K=I,X-1 DO R=I+1,X IF(A(K)=A(R)THEN A(R)=0END IF END DOEND DO A(I)=0 DO K=J,Y-1 DO R=J+1,Y IF(B(K)=B(R)THEN B(R)=0END IF END DOEND DO B(J)=0END IF END DOEND DOPRINT*,A:DO I=1,X IF(A(I)/=0)THEN PRINT*,A(I) END IFEND DOPRINT*,B:DO J=1,Y IF(B(J)/=0)THEN PRINT*,B(J) END IFEND DOEND工程分析程序设计 上机作业（六）数组（2）上机目的：练习数组的声明、存储、操作，以及数组参数、动态数组、数组函数的使用。1、 从键盘上输入10个整数，然后逆序打印出来。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER:A(10)INTEGER IDO I=1,10WRITE(*,(请输入第,I2,个整数),IREAD*,A(I)END DOA(1:10)=A(10:1:-1)PRINT*,AEND2、 输入任意n个数存放在数组中（如5个数1、2、8、2、10），请在屏幕上打印如下方阵128210101282210128821012282101PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER A(5),B(5),C(5),D(5),E(5)INTEGER IDO I=1,5WRITE(*,(请输入第,I2,个整数),IREAD*,A(I)END DOPRINT*,AB(1)=A(5)B(2:5)=A(1:4)PRINT*,BC(1:2)=A(4:5)C(3:5)=A(1:3)PRINT*,CD(1:3)=A(3:5)D(4:5)=A(1:2)PRINT*,DE(1:4)=A(2:5)E(5)=A(1)PRINT*,EEND3、 用选择法进行排序：假定A数组中有n个数，设定两个变量P和J，J按顺序从数组开头指向数组的各个位置（也就是应该存放数据的位置），P则指向剩余的数据中最小的数。然后把J指向的元素和P指向的元素进行比较大小，若P指向的元素更小，则把二者对换。如此把J从1号位向后移动至数组末尾，则完成了排序。例如第一步：1584101JPJ指向1号位，P指向25号位的最小值5号位的1，二者对换。第二步：1841015JPJ指向号位，P指向35号位的最小值3号位的4，二者对换。第三步：1481015JPJ指向3号位，P指向45号位的最小值4号位的10，二者不对换。第四步：1481015JPJ指向4号位，P指向5号位的最小值号位的15，二者不对换。根据以上四步，整个数组完成排序。要求在屏幕上显示排序法每步进行的情况。有兴趣的同学还可以比较选择法排序和“冒泡算法”进行排序的速度。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER,PARAMETER:N=10INTEGER:A(N)=(/12,45,1,23,13,41,17,25,56,3/)INTEGER:P,JINTEGER:MDO J=1,N-1DO P=J+1,NIF(A(P)A(1,1)THEN L=A(2,2)/A(1,2) DO M=1,3 A(2,M)=A(2,M)-L*A(1,M) END DO END IFX1=A(2,3)/A(2,1)X2=(A(1,3)-A(1,1)*X1)/A(1,2)PRINT*,X1,X2END工程分析程序设计 上机作业（七）派生类型上机目的：练习派生类型的定义、构造、初始化，成员的调用和操作。操作符的重载。1、 用派生类型构造一个班的学生的数据库（10个人），包括学号、姓名、3门课的分数，并（1）按学号顺序显示每个人的信息；（2）计算每个人的平均分，按从高到低的顺序从屏幕上显示每个人的信息及其平均分。 PROGRAM MAINTYPE STUDENT CHARACTER(15) NAMEINTEGER XUEHAOREAL YUWEN,SHUXUE,YINGYU,AVREND TYPEINTEGER I,J,K,M,NTYPE(STUDENT):E,FTYPE(STUDENT):W(10) DO I=1,10WRITE(*,(请输入第,I2,个人的姓名:),IREAD*,W(I).NAMEWRITE(*,(请输入第,I2,个人的学号:),IREAD*,W(I).XUEHAOWRITE(*,(请输入第,I2,个人的语文成绩:),IREAD*,W(I).YUWENWRITE(*,(请输入第,I2,个人的数学成绩:),IREAD*,W(I).SHUXUE WRITE(*,(请输入第,I2,个人的英语成绩:),IREAD*,W(I).YINGYUW(I).AVR=(W(I).YUWEN+W(I).SHUXUE+W(I).YINGYU)/3 END DODO J=1,9 DO K=J+1,10 IF(W(J).XUEHAOW(K).XUEHAO) THEN E=W(J) W(J)=W(K) W(K)=E END IF END DOEND DO WRITE(*,(按学号排序：)DO I=1,10 PRINT*,W(I).NAME,W(I).XUEHAO,W(I).YUWEN,W(I).SHUXUE,W(I).YINGYU,W(I).AVREND DO WRITE(*,(2/) WRITE(*,(按均分排序：)DO M=1,9 DO N=M+1,10 IF(W(M).AVRW(N).AVR) THEN F=W(M) W(M)=W(N) W(N)=F END IF END DOEND DODO I=1,10 PRINT*,W(I).NAME,W(I).XUEHAO,W(I).YUWEN,W(I).SHUXUE,W(I).YINGYU,W(I).AVREND DOEND PROGRAM2、 仿照教材的例6-4，（1）设计一个“+”操作符的重载，实现两个集合的合集；（2）设计一个“-”操作符的重载，把集合A中那些同时又出现在集合B中的元素去掉。工程分析程序设计 上机作业（八）指针、格式化输入/输出、文件操作上机目的：练习指针的使用，格式化的输入/输出，文件的操作。1、 1）用自由格式、I2、I4、I4.2的格式操作符从键盘上读入整型数1234，然后再用自由格式、I2、I4、I4.2的格式操作符从屏幕上输出。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEREAL I,J,KREAD(*,(I2) IPRINT (I2),IREAD(*,(I4)JPRINT (I4),JREAD(*,(I4.2)KPRINT (I4.2),KEND2）用自由格式、F6.2、E8.2、E12.2E3 、G6.2、EN10.2、ES10.2的格式操作符从键盘上读入实型数-1.234、0.0034567、3.14159E01和98.76E-2，然后再用自由格式、F6.2、E8.2、E12.2E3、G6.2、EN10.2、ES10.2的格式操作符从屏幕上输出。PROGRAM MAINIMPLICIT NONEREAL I,J,K,M,N,H,APRINT*,(自由格式:)READ(*,*) IPRINT*,IPRINT*,(F6.2)READ(*,(F6.2)JPRINT (F6.2),JPRINT*,(E8.2)READ(*,(E8.2)KPRINT (E8.2),KPRINT*,(E12.2E3)READ(*,(E12.2E3)MPRINT (E12.2E3),MPRINT*,(G6.2)READ(*,(G6.2)NPRINT (G6.2),NPRINT*,(EN10.2)READ(*,(EN10.2)HPRINT (EN10.2),HPRINT*,(ES10.2)READ(*,(ES10.2)APRINT (ES10.2),AEND3)从屏幕上读入一个复形数(1.23,-8.9E-02)，然后从屏幕上用自由格式、F6.2、E8.2和“实部+虚部i”的形式输出。PROGRAM MAINIMPLICIT NONECOMPLEX:I=(1.23,-8.9E-02)PRINT*,(自由格式:)PRINT*,IPRINT*,(F6.2)PRINT (F6.2),IPRINT*,(E8.2)PRINT (E8.2),IEND4）用自由格式、L、L4从键盘上读入.TRUE.,.T.,.FALSE.,.F.，然后自由格式、L、L4从屏幕上输出。PROGRAM MAINIMPLICIT NONELOGICAL I,J,KPRINT*,(自由格式:)READ(*,*)IPRINT*,IPRINT*,(L)READ(*,(L),JPRINT (L),JPRINT*,(L4)READ(*,(L4),KPRINT (L4),KEND5）用自由格式、A、A3、A5从键盘上读入字符串“A”、“big”、“china”、”microsoft”，并用自由格式、A、A3、A5编辑符从屏幕上输出。注意观察并理解格式输入/输出的结果。PROGRAM MAINIMPLICIT NONECHARACTER I,J,K,MPRINT*,(自由格式:)READ(*,*)IPRINT*,IPRINT*,(A)READ(*,(A),JPRINT (A),JPRINT*,(A3)READ(*,(A3),KPRINT (A3),KPRINT*,(A5)READ(*,(A5),MPRINT (A5),MEND2、 在屏幕上输出如下任意阶的金字塔形状。 * * * *PROGRAM MAINIMPLICIT NONEINTEGER NCHARACTER(5),ALLOCATABLE:A(:,:)INTEGER I,JREAD(*,*)NALLOCAT