第二章fortran程序設(shè)計基礎(chǔ)

1、第二章第二章 fortran fortran 程序設(shè)計基礎(chǔ)程序設(shè)計基礎(chǔ)(P1836)(P1836)教與學要求教與學要求n掌握掌握fortranfortran程序的基本架構(gòu)程序的基本架構(gòu)n掌握掌握fortran95fortran95基本編程元素基本編程元素n掌握利用所學知識編寫簡單的掌握利用所學知識編寫簡單的fortranfortran程序程序主要內(nèi)容主要內(nèi)容n程序的基本結(jié)構(gòu)及書寫規(guī)則程序的基本結(jié)構(gòu)及書寫規(guī)則n數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型n常量與變量常量與變量n常用的內(nèi)部函數(shù)常用的內(nèi)部函數(shù)n表達式表達式n基本語句（賦值語句和輸入輸出語句）基本語句（賦值語句和輸入輸出語句）問題問題1 : FORTRAN1 :

2、 FORTRAN程序的基本結(jié)構(gòu)程序的基本結(jié)構(gòu) 例：輸入圓的半徑，計算并輸出圓的周長和面例：輸入圓的半徑，計算并輸出圓的周長和面積。積。程序如下：程序如下：REAL R,P,S !REAL R,P,S !定義三個實型變量定義三個實型變量READ READ * *,R !,R !輸入圓的半徑輸入圓的半徑P=2P=2* *3.141593.14159* *R !R !計算圓的周長計算圓的周長S=3.14159S=3.14159* *R R* *R !R !計算圓的面積計算圓的面積PRINT PRINT * *,R,P,S !,R,P,S !輸出圓的周長和面積輸出圓的周長和面積ENDEND real

3、a,b,c,p,s read *,a,b,c if(a+bc) .and. (b+ca) .and. (c+ab) then p=1.0/2*(a+b+c) s=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c) print *,s else print *,輸入的三條邊不能構(gòu)成三角形輸入的三條邊不能構(gòu)成三角形 endif end 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語句（算法）FORTRAN FORTRAN 程序結(jié)構(gòu)程序結(jié)構(gòu) 說明部分說明部分-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 可執(zhí)行部分可執(zhí)行部分-算法（語句）算法（語句） END程序程序= =數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+ +算法算法數(shù)據(jù)是程序加工處理的對象數(shù)據(jù)是程序加工處理的對象語句是對數(shù)據(jù)的具

4、體操作語句是對數(shù)據(jù)的具體操作原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)目標數(shù)據(jù)目標數(shù)據(jù)問題問題2:2:自由書寫格式自由書寫格式（1 1）不區(qū)分大小寫）不區(qū)分大小寫（2 2）一行可以寫多個語句，）一行可以寫多個語句，語句之間用語句之間用“；”分隔分隔例如：例如：X=23.5; Y=-467.0; Z=X+YX=23.5; Y=-467.0; Z=X+Y(3)(3)用用! !作為注釋符作為注釋符(4) (4) 續(xù)行符續(xù)行符& &Y=exp(-0.5Y=exp(-0.5* *x)x)* *cos(x+3.14258/3)+exp(0.5cos(x+3.14258/3)+exp(0.5* *x)x)* * &a

5、mp; & sin(x+3.14258/3)+120sin(x+3.14258/3)+120* *log(1+sqrt(1-xlog(1+sqrt(1-x* *x)x)問題問題3:3:什么是數(shù)據(jù)類型？什么是數(shù)據(jù)類型？n數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以數(shù)據(jù)類型的形式表現(xiàn)的。不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以數(shù)據(jù)類型的形式表現(xiàn)的。不同類型的數(shù)據(jù)具有不同的特性。類型的數(shù)據(jù)具有不同的特性。n一種數(shù)據(jù)類型規(guī)定了一種數(shù)據(jù)的取值范圍和一種數(shù)據(jù)類型規(guī)定了一種數(shù)據(jù)的取值范圍和一組操作。一組操作。數(shù)據(jù)類型的特征數(shù)據(jù)類型的特征：1、每個數(shù)據(jù)類型有一個唯一的名稱每個數(shù)據(jù)類型有一個唯一的名稱2 2、每個數(shù)據(jù)類型規(guī)定了一個取值范圍。、每個數(shù)據(jù)類型規(guī)定

6、了一個取值范圍。3 3、每個數(shù)據(jù)類型規(guī)定了其常量數(shù)據(jù)的表示、每個數(shù)據(jù)類型規(guī)定了其常量數(shù)據(jù)的表示方法方法4 4、每個數(shù)據(jù)類型規(guī)定了一組操作。、每個數(shù)據(jù)類型規(guī)定了一組操作。數(shù)據(jù)類型種類數(shù)據(jù)類型種類P21P21基本的數(shù)據(jù)類型(內(nèi)部數(shù)據(jù)類型)整型整型(integer)實型實型(real,double precision)復型復型(complex)字符型字符型(character)邏輯型邏輯型(logical)其它數(shù)據(jù)類型數(shù)組數(shù)組結(jié)構(gòu)體（派生類型）結(jié)構(gòu)體（派生類型）指針類型指針類型思考：同一類型數(shù)據(jù)在程序中的存在形式？思考：同一類型數(shù)據(jù)在程序中的存在形式？n 常量n 變量問題問題4:4:什么是常量什么是

7、常量 REAL R,P,Sparameter(PI=3.1415) ! PI是符號常量是符號常量READ *,RP=2*PI*RS=PI*R*RPRINT *,P,SEND定義定義: :常量是在程序運行過程中，其值不常量是在程序運行過程中，其值不改變的量。改變的量。分類分類: : 常量常量 直接常量直接常量 符號常量符號常量 1. 1. 直接常量直接常量 直接常量是指數(shù)據(jù)本身就是一個常量。直接常量是指數(shù)據(jù)本身就是一個常量。不同類型的常量有不同的表示方法不同類型的常量有不同的表示方法. .類型類型常量表示方法常量表示方法整型整型如：如：125，-258，+28實型實型小數(shù)形式：小數(shù)形式： m.n

8、、m.、.n 如：如：5. ；4.5；.98指數(shù)形式：指數(shù)形式： 1.32E51.32105復型復型用括號將兩個以逗號分隔的實數(shù)或用括號將兩個以逗號分隔的實數(shù)或整數(shù)括起來。整數(shù)括起來。如：如： （1.0，2.3）字符型字符型用單撇號或雙撇號括起來的字符序用單撇號或雙撇號括起來的字符序列。如：列。如：“ABC”邏輯型邏輯型.TRUE.TRUE.和和.FALSE.FALSE.2. 符號常量符號常量 n所謂符號常量所謂符號常量，是用一個標識符來代表一個，是用一個標識符來代表一個常量。符號常量常用常量。符號常量常用PARAMETERPARAMETER語句來定義。語句來定義。例如：例如：nPARAMET

9、ER（PI=3.1416，M=10，）。）。nPI代表代表3.1416，M代表代表10， 其中其中PARAMETER為特有的常量定義標識，為特有的常量定義標識，要定義的項必須放在（）內(nèi)，如果有多項，要定義的項必須放在（）內(nèi)，如果有多項，項之間要用逗號隔開。項之間要用逗號隔開。 real r,p,s parameter (PI=3.1415926) read *,r p=2*PI*r s=PI*r*r print *,r,p=,p,s=,s end案例：求圓的周長和面積案例：求圓的周長和面積思考：思考： 符號常量的作符號常量的作用及使用場合？用及使用場合？問題問題5 5：什么是變量？：什么是變量

10、？ REAL R,P,Sparameter(PI=3.1415)READ *,RP=2*PI*RS=PI*R*RPRINT *,P,SEND變量的定義：變量的定義： 指在程序運行過程中其值可以改變的量。指在程序運行過程中其值可以改變的量。即：數(shù)據(jù)的值一開始不明確或具有隨機性。即：數(shù)據(jù)的值一開始不明確或具有隨機性。 可通過在程序的執(zhí)行過程中通過計算或從鍵盤可通過在程序的執(zhí)行過程中通過計算或從鍵盤輸入來獲得其值。輸入來獲得其值。案例：輸入案例：輸入3 3條邊，計算其面積條邊，計算其面積變量的基本要素：變量的基本要素： 變量名變量名 變量的說明變量的說明 變量的值如何獲得變量的值如何獲得1 1、 標

11、識符標識符 定義定義:( p19) 標識符即名稱，用來在程序中表示有關(guān)實體。起名規(guī)則：起名規(guī)則： 在在FORTRAN語言中，標識符只能語言中，標識符只能由字母、由字母、數(shù)字，下劃線及美元符號數(shù)字，下劃線及美元符號$組成，且開頭只組成，且開頭只能是字母。能是字母。2 2 變量的說明變量的說明-（開辟內(nèi)存空間）（開辟內(nèi)存空間） FORTAN中變量的類型的定義有三種方式：（1 1）強制說明（先說明后使用原則）強制說明（先說明后使用原則） 格式為： 類型說明詞類型說明詞: 變量名變量名1，變量名，變量名2。其中類型說明詞可以為其中類型說明詞可以為： INTEGER;REAL;CHARACTER;LOG

12、ICAL;COMPLEX;DOUBLE PRECISION類型類型變量說明的方法變量說明的方法整型整型Integer a; integer(2) a; Integer*2 aInteger :a=2實型實型real b; real(4) b; real*8 b;Double precision c;復型復型Complex d字符型字符型Character(len=3) ch; Character(5) ch2;Character*6 ch3邏輯型邏輯型Logical f（2）隱含說明語句隱含說明語句IMPLICIT IMPLICIT說明語句可以將某個或某些字母開頭的變量規(guī)定為所需的類型。格式為

13、：IMPLICIT 類型說明（字母表）。例如： IMPLICIT INTEGER（A，C，T-V）該語句的含義是將以A和C及T到V開頭的變量規(guī)定為INTEGER類型（即整型）。 （3）隱含約定隱含約定 FORTRAN語言規(guī)定，以I，J，K，L，M，N.6個字母開頭的變量被當作整型變量。該規(guī)則又稱為IN規(guī)則。其它為實型數(shù)據(jù)。 parameter(PI=3.1415)READ *,RP=2*PI*RS=PI*R*RPRINT *,P,SEND 說明：說明： （1） 取消隱含規(guī)則說明：取消隱含規(guī)則說明： IMPLICIT NONE語句來取消IN規(guī)則。（2）優(yōu)先級：）優(yōu)先級： 強制說明-隱含說明語句-

14、隱含規(guī)則（3） IMPLICIT語句和變量強制說明語句，都為非執(zhí)行語句，應(yīng)把它們放在所有可執(zhí)行語句之前。 問題問題6 6：內(nèi)部函數(shù)：內(nèi)部函數(shù) (p34-35)(p34-35)內(nèi)部函數(shù)的含義內(nèi)部函數(shù)的含義： 內(nèi)部函數(shù)是指系統(tǒng)本身帶有的能完成一定功能的內(nèi)部函數(shù)是指系統(tǒng)本身帶有的能完成一定功能的程序單位。程序單位。 內(nèi)部函數(shù)可供用戶直接使用，只不過必須遵守其內(nèi)部函數(shù)可供用戶直接使用，只不過必須遵守其使用規(guī)則，不必重新編寫程序。使用規(guī)則，不必重新編寫程序。函數(shù)名函數(shù)名含義含義實例實例ABS求絕對值求絕對值A(chǔ)BS(X)ACOS求反余弦求反余弦ACOS(X)ASIN求反正弦求反正弦ASIN(X)ATAN求

15、反正切求反正切ATAN(X)COS求余弦求余弦COS(X)EXP求自然指數(shù)運算求自然指數(shù)運算EXP(X)INT取整取整INT(X)LOG求自然對數(shù)求自然對數(shù)LOG(X)LOG10(X)求以求以10為底的對數(shù)為底的對數(shù)LOG10(X)MAX求最大值求最大值MAX(X,Y,Z)MIN求最小值求最小值MIN(X,Y,Z)MOD求余求余MOD(X,Y)SIGN求符號求符號SIGN(X,Y)SIN求正弦求正弦SIN(X)SQRT求平方根求平方根SQRT(X)TAN求正切求正切TAN(X)常用的內(nèi)部函數(shù)常用的內(nèi)部函數(shù)注意：注意： 1、三角函數(shù)參數(shù)單位是弧度且自變量的類型、三角函數(shù)參數(shù)單位是弧度且自變量的類型 是實數(shù)或虛數(shù)。是實數(shù)或虛數(shù)。 角度弧度180應(yīng)用應(yīng)用數(shù)值。輸入自變量的值，求函已知),1ln(sin)(423xxxxf問題問題7 7：運算符及表達式：運算符及表達式類型類型運算符運算符算術(shù)運算符算術(shù)運算符+，-，*，*/(注意：整數(shù)除和實數(shù)除）關(guān)系運算符關(guān)系運算符,=,/=,=,=邏輯運算符邏輯運算符.and.; .or. ; .not.字符運算符字符運算符/(連接)表達式表達式類型類型舉例舉例表