### Fortran 中的 FORALL 构造与 DO 循环:性能与简洁性的较量
Fortran 是一种高级编程语言,最初由 IBM 的一个团队在 1957 年开发,用于科学计算。随着
时间的发展,Fortran 已经演变成一种适合进行数值计算和工程模拟的强大语言。它特别擅
长于执行大规模的数学计算,因此在科学、工程和研究领域得到了广泛的应用。
Fortran 语言具有以下特点:
1. **编译性语言**:Fortran 是一种编译型语言,这意味着源代码在执行前需要通过编译器
转换成机器码。
2. **源代码文件格式**:通常 Fortran 的源代码文件扩展名为`.f90`或`.f`。
3. **编译器**:存在多种 Fortran 编译器,它们支持不同版本的 Fortran 标准。
4. **开发过程**:Fortran 程序的开发过程包括编译、链接和运行三个阶段。
5. **语法结构**:Fortran 程序的源代码结构包括声明语句、执行语句和结构控制语句。
6. **变量声明**:在 Fortran 中,所有变量的声明必须放在执行语句之前。
7. **数据类型**:Fortran 支持多种数据类型,包括整数、实数、复数等,以及用于科学计
算的数组类型。
8. **并行计算**:Fortran 是原生支持并行编程的语言,具有直观的数组语法,便于在多核
和分布式内存系统上实现数据并行。
9. **数值算法库**:Fortran 拥有丰富的数值算法库,便于用户编写高效的数值计算程序。
10. **强类型语言**:Fortran 是一种强类型语言,编译时对类型严格检查,有助于保证程序
的可靠性。
Fortran 语言因其在数值计算方面的优势,至今仍然是科学和工程领域中不可或缺的工具之
一。
在 Fortran 编程中,处理数组是常见的任务。Fortran 提供了多种循环结构来遍历和操作数组,
其中`FORALL`构造和`DO`循环是最常用的两种。尽管它们都可以用于迭代数组元素,但它们
在语法、语义和性能方面存在显著差异。本文将深入探讨这两种结构的不同之处,并提供代
码示例来阐释它们的特点。
#### 一、FORALL 构造的概述
`FORALL`构造是 Fortran 90 引入的一种数组构造,用于数组元素的并行赋值。它的主要优点
是语法简洁,可以减少编写循环的繁琐性,并且有时可以提高程序的执行效率。
#### 二、DO 循环的概述
`DO`循环是 Fortran 中传统的循环结构,用于按顺序迭代数组或执行一系列语句。`DO`循环
提供了更多的控制流程选项,如`DO WHILE`循环,但通常需要编写更多的代码。
#### 三、FORALL 构造与 DO 循环的语法对比
`FORALL`构造的语法:
```fortran
forall (index_var = range)
! 执行语句