Fortran简明自学手册

因为CSDN不支持对Fortran代码的高亮显示，这儿贴出
学习手册PDF版百度网盘的下载链接:
https://pan.baidu.com/s/1A_6N0TQERg2nrnxkh3UnGQ

Fortran即Formula Translation（公式翻译）。是世界上诞生最早的高级语言之一，其易读，好写，很适合科学计算，一诞生便很快统治了数值计算界。因此也不难理解为何Fortran中保留了一些特殊的基础类型，如虚数。过去学习Fortran也是一种风尚。很多科学界的前辈，往往就是从这门语言开始了对编程的学习。

如其字面意，本手册是一本简明扼要学习Fortran基础知识的手册。

本手册所有Fortran代码均基于Fortran95版。

本手册适合两类人群：1.有其他程序语言基础，对Fortran感兴趣的人。2.有Fortran基础，想要巩固的人。

话不多说，下面开始。

文章目录

Fortran简明自学手册
- 第一章，开始
- - 注释
  - Hello World
  - 帮助网址
- 第二章，变量
- - 声明规则
  - 变量类型
  - 常数
  - 声明位置
  - 命名风格
  - 隐式声明
  - 批量赋值
- 第三章，计算和运算函数
- - 运算符
  - 运算函数
  - 运算优先级
  - 字符串运算
  - 类型转换
- 第四章，输入输出
- - 输入输出函数
  - 示例：从控制台输入输出
  - 格式符

第一章，开始

注释

Fortran使用！表示单行注释，其没有多行注释。

合理的书写注释是优秀的程序员的好习惯。

Hello World

学习编程从HelloWorld的心态做起。

    program HelloWorld!这是一个Fortran的HelloWorld的程序。print *, 'Hello World'end program HelloWorld

所有程序为了更好的流程控制和阅读，必有语句结束符，表述一个语句的结束；必有区块标识符，表示一个区块的位置。

语言	语句结束符	区块标识符
C语言体系	；	{}
Python	一行书写且只书写一个语句	缩进来标识区块
Fotran	一行只书写一个语句	KeyWord （内容） End Keyword

三者各自输出1，10到屏幕上的代码如下。

C语言版。

int main()
{int i;for(i = 1; i <= 10; i ++){printf("%d ", i);}return 0;
}

Python版。

Fotran版。

program Print1to10integer ido i=1,10print *,iend do
end program Print1to10

本代码中包括的两个区块，外层program…end program，内层do…end do。

请记住在Fortran中表示一个区块时。凡开始必有结束。将do…end do一起书写，再补全其中的内容是个好习惯。

帮助网址

前人栽树后人乘凉。你可能会需要这些帮助网址。

Fcode：编译器下载，一些Fortran源代码，专门讨论Fortran的网址。

易百教程|Fortran学习：详细的分条目的Fortran手册。

请善用搜索引擎。

第二章，变量

声明规则

变量声明的如下：

Kind(占用字节长) 变量名1，变量名2…

或者是

Kind*占用字节长变量名1 ，变量名2…

例如

integer（4） i，j
!声明了一个长度为4个字节的整数i，j
real*8 income，outcome
character*13 name
!声明了一个可以存储十三个字节字符信息的字符串name

添加::表示允许后续变量在声明时同时初始化，当然也可不初始化。

形如：

Kind(占用字节长) :: 变量名1=初值，变量名2,变量…

logical::istrue=.false.
!声明了一个布尔型变量istrue，初始值为.false.
complex::a=(1,1.5),b=(3,3.5),ab
!声明了复数a,b和ab，a，b赋予了初始值。

变量类型

（主要，次要类型是我为了便于大家理解而总结的，并非官方承认的）

主要类型	符号	备注
整数	integer（不能缩写为int）	integer不给字节长时默认长为4。可接受的长度为1，2，4，8。
实数	real	real不给字节长时默认长为4。可接受的长度为4，8。也可用，double precision替代real*8。
字符串	character	可接受长度为所有自然数。若长度为0则始终为空串。其必须使用” “或‘ ’将内容包起来。如”中国“。ASCII码占用一个字节，中文占用两到三个字节。

次要类型	符号	备注
逻辑（布尔类型）	logical	可接受长度为1，2，4，8。不建议给定给长度。接受的取值只有.true.和.false.。注意不要拼错单词，两边点号不可省略。
复数	complex	两个real实数的有序对。a+bi书写成（a,b)。可接受的长度为4，8。

常数

常数书写与其他程序无异。

需要注意：

表示进制

±r#数字（r表示进制，36≥r≥2）

例如下面的代码是合法的：
```
print*,2#11110000
print*,7#345543
```
科学计数法

±n.mE±S (其中n.m表示任意实数或整数，S为整数，数据精度为real*4)

例如下面的代码是合法的：
也可以将E替换成D表示real*8的科学记数法。(其他语言没有D的表示方法！)

注意1.d0就等于1.0。

声明位置

Fortran的变量声明都只能在程序最开始进行。

例如这样的代码是错误的：

program GetSforCircleprint*,"请输入圆的半径"integer rread*,r  !从外部读取一个数字到rreal ss=3.14*r*rprint*,s !输出s
end program GetSforCircle

应该将之改成如下形式：

program GetSforCircle!变量定义integer rreal s!程序主体print*,"请输入圆的半径"read*,r  !从外部读取一个数字到r    s=3.14*r*rprint*,s !输出s
end program GetSforCircle

所以我建议将Fortran的程序分为变量定义和程序主体两个部分，用注释分开。

命名风格

Fortran不区分大小写。如real和REAL是等效的。

你需要保证你的变量命名有意义。例如day，month，year就比a,b,c要好的多。

关键字和内部函数建议使用小写。如if，end，do
自定义长变量建议使用如下风格之一作为主要风格：

PASCAL风格:首字母大写。如IsTrue，CityName，GetTheTime

**驼峰风格:**单词之间以_区分。如X_Postion，City_Population

同时也建议混搭使用匈牙利命名法来作为辅助:

**匈牙利命名法:**前缀变量类型以便区分变量。如IntDistance，RealDistance
短变量和常用变量建议时候使用小写。如i，j，k作为循环变量。n，sum作为计数变量等。

隐式声明

隐式声明必须放在程序最开始位置。其可批量定义某些字母开头的变量的类型。

如：

implicit real(a-f),integer(x,y,z)
!a到f之间的变量隐式声明为real变量。x,y,z变量隐式声明为x,y,z变量。

则之后无需声明对应变量。a1或者all就都会被视为real类型变量。xmlKind，year，z_postion

Fortran预先定义了隐式声明的I-N规则。即在你不添加用户的隐式规则时，I到N开头的被当作整数变量。其他开头的被当作实数变量。

优先级如下：

显式声明>用户定义隐式规则>默认隐式I-N规则

复杂程序的编写不建议使用隐式定义。可将下列语句写在程序最开头，去除之。为了培养良好的编程习惯，建议不论什么情况下均使用此语句。

implicit none

批量赋值

用data关键字来给已经声明过的变量批量赋值。

data 变量1,变量2…/初始值1,初始值2…/

如下列代码:

integer a,b,c
data a,b,c/1,2,3/
integer x,y,z
data x,y,z/3*5/!m*n：重复m个n

第三章，计算和运算函数

运算符

如表：

符号	备注
±*/	同其他程序语言。整数间用除法结果保留到整数。
**	乘方。
=	赋值。

运算函数

函数名	备注
mod(x,y)	求x除以y的余数
sin(),cos(),tan(),asin(),acos(),atan()	以弧度为单位求对应数值。只接受real变量作为参数。
abs(),exp(),log(),log10(),sqrt()	求绝对值，e为底的乘方,e为底的对数，10为底的对数，开方。只接受real变量作为参数。
max(x1,x2…),min(x1,x2…)	求一串数中的最大值和最小值。
int(),real(),char(),ichar()	类型转换函数。char()将整数转为ASCII码对应字符。ichar相反。
sizeof()	获得对应变量的字节长度。

上述函数，很多语言通用。保持一个基本的映像，不会使用或未列到的搜索即可。

运算优先级

与其他语言无异。多用括号。遇到疑惑处搜索即可。

字符串运算

即字符串处理。Fortran只在字符串内部区分大小写。

符号或函数	备注
len()	获得字符串的长度。
字符串1//字符串2	连接两个字符串
字符串切片charatername(n:m)	如string=”我爱中华“，则name(2:4)表示”爱中华“。第一个下标从1开始。其中1≤n≤m≤len()

请务必注意字符串赋值。多余部分将被直接丢弃。不足部分以空格补齐。如：

character*4 ch1，ch2*1，ch3 !可以用这种方法来表示长度规定中的特例。
ch1='hello'
ch2=ch1
ch3='my'

执行后，ch1=‘hell’,ch2=‘h’,ch3='my '（my后接两个空格）

这很令人恼火。其他高级语言吸取Fortran教训后都规避了这一点，使用了引用变量达到任意扩充string的目的。

类型转换

Fortran无隐式转换。例如因为sin()只可以接受real类型的变量。所以直接写sin(1)是错误的。而写sin(1.0)或者sin(1.d0)却是正确的。

显式转换使用运算函数即可实现。

字符类型和数字类型之间的转换见第四章。

第四章，输入输出

简单程序=输入输出+计算。

输入输出函数

类型	格式	备注
默认输出	print *，等待输出的信息	始终输出到默认设备—控制台。等待输入的信息彼此之间以逗号分隔。*处可填写输出格式。不填写则按照默认格式。
默认输入	read *，等待接受输入的信息	始终从控制台读取信息。与print相反。
输出	write(,) 等待输出的信息	第一个指示输出到的位置。不填写则默认输出到控制台。第二个号指定格式。其他与print同。
读入	read(,) 等待接受输入的信息	第一个指示读取信息的位置。不填写则默认从控制台读取信息。第二个号指定格式。其他与read同。

示例：从控制台输入输出

program CreatePerson implicit none!变量定义character*4 nameinteger yearreal height   !程序主体print*,"请为你的小人起一个名字"     !输出到默认设备——控制台，没有指定输出格式。read*,name    !执行此语时控制台等待输入。按下确定后继续。从控制台读取一个字符串到name。 print*,"请为你的",name,"确定一个年龄和身高"      !等待输出的信息以空格分开read*,year,height  print*,name,"小人",year,"岁了，他的身高是",height
end program CreatePerson

图-1

默认输出因为没有指定格式。故而输出结果不够美观。使用格符就可以避免这点。

格式符

以print*，输出表为例。*可以被格式语句替代。

格式语句形式如下：

“(第一个变量的格式，第二个变量的格式…)”

例如:

print,"(F3.2)",1.333333

输出结果为：1.00

各格式符说明如下：

r为重复系数，不填为1。w为字符宽度，小数点算一位。[]中的表示可选参数。

类型	样式	说明
整数	rIw
小数	rFw.d	d为小数部分宽d
指数

我们为上述代码增加输出格式。

program CreatePerson implicit none!变量定义character*4 nameinteger yearreal height   !程序主体print*,"请为你的小人起一个名字"     read*,name       print*,"请为你的",name,"确定一个年龄和身高"     read*,year,height   print'(a4,a2,i3,a8,f5)',name,"小人",year,"岁了，他的身高是",height
end program CreatePerson

图-2