Fortran，全称为Formula Translation，是一种历史悠久且专长于数值计算的高级编程语言。自20世纪50年代诞生以来，它一直在科学计算领域占据着重要地位。在本主题“7. 语法之数组和结构体”中，我们将深入探讨Fortran中的两个核心概念：数组和结构体。
数组在Fortran中扮演着核心角色，因为它们非常适合处理大量数据，特别是进行数学和物理模拟时。Fortran支持一维、二维和多维数组，这使得程序员可以高效地存储和操作矩阵和数组。例如，一维数组类似于数学中的向量，二维数组则对应于矩阵。数组声明时，我们可以指定其维度大小，如`REAL, DIMENSION(10) :: myArray`声明了一个包含10个浮点数的一维数组。对于二维数组，如`REAL, DIMENSION(3,4) :: matrix`则创建了一个3行4列的矩阵。Fortran还支持动态数组，可以在运行时根据需要分配内存。
结构体（或在Fortran中称为“类型”）是语言的一个强大特性，它允许我们将相关数据组合成一个单一的实体。结构体可以包含不同类型的成员，如整数、实数、字符以及甚至其他结构体。定义结构体的语法如下：
```fortran
TYPE myStruct
INTEGER :: intMember
REAL :: realMember
CHARACTER(len=20) :: stringMember
END TYPE myStruct
```
在这个例子中，`myStruct`类型有三个成员：一个整数，一个实数和一个长度为20的字符变量。通过定义结构体，我们可以更清晰地组织代码，提高可读性和复用性。例如，如果我们正在模拟粒子系统，可以定义一个结构体包含粒子的位置、速度和质量等属性。
在Fortran中，我们还可以创建结构体数组，结合了数组和结构体的优点，用于管理大量结构化的数据。结构体数组的声明类似于普通数组，但类型名是结构体名。例如：
```fortran
TYPE(myStruct), DIMENSION(10) :: particleArray
```
这里，`particleArray`是一个包含10个`myStruct`类型的结构体的数组，可以方便地处理多个粒子的数据。
在实际编程中，数组操作和结构体的使用往往结合在一起，例如，在遍历数组中的每个结构体元素时，可以同时处理多个粒子的属性。Fortran提供了一系列内建函数和语句来支持数组操作，如数组赋值、切片、循环和向量化操作。这些功能使得数组和结构体的使用更加便捷，也增强了Fortran作为通用编程语言的能力。
数组和结构体是Fortran编程中的关键组成部分，它们帮助开发者高效地处理数值计算任务，并支持复杂的数据结构。掌握这两部分知识将极大地提升你在科学计算领域的编程技能。通过实践和应用，你可以更好地理解和利用Fortran的这一强大功能。
