Modern Fortran Explained_fortran程序教程_

《Modern Fortran Explained》是一本深入探讨Fortran编程语言的教程，专为那些希望提升Fortran编程技能或初学者设计。Fortran，全称Formula Translation，是最早被广泛使用的高级编程语言之一，尤其在科学计算和工程领域有着广泛的应用。这本书详细介绍了现代Fortran的特性，帮助读者掌握这一强大工具。 1. **Fortran简介**：Fortran最初在20世纪50年代由IBM开发，旨在简化科学计算。随着时间的发展，Fortran经历了多次版本更新，包括Fortran 90、95、2003、2008和2018等，逐渐演变为现代Fortran，增加了许多面向对象和并行编程的特性。 2. **现代Fortran特性**：现代Fortran引入了模块（Modules）、类型（Types）、派生类型（Derived Types）、接口（Interfaces）、数组函数（Array Functions）以及并行编程支持如Coarrays和OpenMP等新特性。这些改进使代码更加结构化、可读性和可维护性更强。 3. **模块（Modules）**：模块是组织代码的一种方式，它允许将变量、子程序和类型封装在一起，便于代码重用和管理。通过`use`语句，可以在不同的源文件之间共享模块内容。 4. **派生类型（Derived Types）**：派生类型允许用户定义自定义的数据结构，可以包含基本类型、数组、子程序等，增强了数据抽象的能力。 5. **接口（Interfaces）**：接口用于确保函数和子程序调用的一致性，确保参数匹配和调用约定，提高代码的可靠性和可维护性。 6. **并行编程**：现代Fortran支持并行编程，如使用Coarrays进行分布式内存并行计算，或者集成OpenMP库进行共享内存并行，极大地提高了大规模计算的效率。 7. **数组编程**：Fortran以其强大的数组处理能力而著名。现代Fortran引入了数组赋值、数组函数和矢量化操作，使得处理大型数据集更为便捷。 8. **错误处理和输入/输出**：书中也会介绍如何有效地进行错误处理，以及如何使用Fortran的IO系统进行文件操作，包括格式化和非格式化I/O，以及二进制文件的读写。 9. **面向对象编程**：虽然Fortran传统上被视为过程式语言，但现代Fortran引入了类（Classes）和面向对象的概念，使得编写面向对象的科学代码成为可能。 10. **实践与案例研究**：教程中很可能包含丰富的实例和练习，帮助读者将理论知识应用于实际问题，加深理解。 通过《Modern Fortran Explained》，读者不仅可以学习到Fortran的基础知识，还能了解到如何利用现代Fortran的高级特性来编写高效、清晰的科学计算代码。无论是初学者还是有经验的程序员，都能从中受益匪浅。