77和90_95编程入门

### Fortran语言基础及其应用 #### 一、Fortran语言的发展与意义 ##### 1.1 Fortran语言发展概况 **1.1.1 Fortran的历史** - **Fortran I到Fortran IV**：Fortran（Formula Translation）是最早被广泛使用的高级编程语言之一，最初由IBM公司开发。Fortran I于1957年推出，之后经过多次更新和发展，到Fortran IV时期已经成为了科学计算领域的重要工具。 - **Fortran 77到Fortran 90**：随着计算机技术的进步和编程需求的变化，Fortran也经历了重大变革。Fortran 77作为Fortran IV的改进版，于1978年由ANSI发布标准，而Fortran 90则是在1991年发布，引入了许多现代编程语言的特性，如自由格式输入输出、模块化等。 **1.1.2 学习Fortran的意义** - **Fortran 77**：尽管Fortran 77相对老旧，但因其简单且效率高，至今仍在一些特定领域（如天文学、物理学）有着广泛的应用。 - **Fortran 90**：Fortran 90进一步增强了语言的功能性，使其更适合现代编程环境的需求，包括更强大的数据处理能力和更好的可读性。 ##### 1.2 Fortran程序简例 **1.2.1 编程实例** - **基本语句**：Fortran程序通常由一系列基本语句构成，如变量声明、赋值、循环控制等。 - **输出字符**：使用WRITE语句可以将结果输出到屏幕或文件中。 **1.2.2 Fortran程序的特点** - **结构清晰**：Fortran程序通常具有良好的结构和清晰的逻辑。 - **高效的数值计算能力**：Fortran特别适合进行大规模数值计算任务。 #### 二、Fortran程序的基本组成 ##### 1.3 Fortran程序的基本组成 **1.3.1 字符集** - Fortran使用标准ASCII字符集。 **1.3.2 源码格式** - **固定格式**：早期版本的Fortran要求源代码遵循固定的格式规范。 - **自由格式**：从Fortran 90开始，支持自由格式的源代码，提高了编程的灵活性。 **1.3.3 程序组成** - **程序总体构造**：一个完整的Fortran程序可能包含多个程序单位，如主程序、子程序等。 - **程序单位**：每个程序单位负责特定的功能。 - **程序体和语句顺序**：程序体包含了程序的具体实现细节。 - **英文名**：所有标识符（如变量名、函数名）都必须是英文。 - **标号和标签**：标号用于标记语句的位置，标签则用于标记特定的数据结构。 #### 三、数学运算 ##### 1.4 数学运算 **1.4.1 常量和变量类型** - **常量**：不可改变的数值或字符串。 - **变量**：在程序运行过程中可以改变的值。 **1.4.2 内在函数** - Fortran提供了丰富的内置函数，如数学函数（如SIN、COS）、逻辑函数等。 **1.4.3 算术表达式** - **算术运算符和运算优先级**：Fortran支持基本的算术运算符，如加减乘除。 - **算术表达式的含义和表示方法**：表达式由变量、常量和运算符组成。 - **表达式运算中的类型**：Fortran会根据变量和常量的类型进行相应的运算。 - **运算的误差**：由于浮点数的精度限制，某些运算可能会导致小数点后位数的误差。 **1.4.4 赋值语句** - **算术赋值语句**：用于将计算结果赋给变量。 - **执行时的类型转换**：当赋值时变量类型与表达式类型不一致时，Fortran会自动进行类型转换。 #### 四、Compaq Visual Fortran软件的使用 ##### 1.5 Compaq Visual Fortran软件的使用 **1.5.1 版本介绍** - Compaq Visual Fortran是一款流行的Fortran集成开发环境（IDE），支持多种Fortran版本。 **1.5.2 安装和运行** - 安装过程简单，运行稳定，是学习和开发Fortran程序的好工具。 #### 五、算法和流程图 ##### 2.1 算法和流程图 **2.1.1 算法** - 算法是一组解决特定问题的步骤和指令集合。 **2.1.2 流程图** - **传统流程图**：用图形符号表示算法的各个步骤。 - **三种基本结构**：顺序结构、选择结构、循环结构。 - **结构流程图**：强调模块化的流程图表示方法。 - **伪代码表示的算法**：使用类似于自然语言的描述来表示算法。 #### 六、逻辑运算 ##### 2.2 逻辑运算 **2.2.1 关系表达式** - **关系运算符**：用于比较两个数值或字符串。 - **关系表达式**：通过关系运算符连接两个表达式。 **2.2.2 逻辑表达式** - **逻辑量**：布尔值（真或假）。 - **逻辑运算符**：AND、OR、NOT等。 - **逻辑表达式的运算**：根据逻辑运算符的规则计算表达式的真假值。 **2.2.3 逻辑IF语句** - 用于根据逻辑表达式的值决定程序的执行路径。 #### 七、选择结构 ##### 2.3 选择结构 **2.3.1 块IF构造** - **块IF的组成和执行**：IF语句可以根据条件执行不同的代码块。 - **ELSEIF语句**：允许在IF语句中添加多个条件判断。 - **IF块构造**：可以嵌套使用多个IF语句。 - **IF构造的缺省形式**：IF语句的简化写法。 - **IF构造的嵌套**：IF语句可以嵌套使用，形成复杂的条件逻辑。 **2.3.2 多重选择和CASE构造** - CASE构造允许根据不同的条件执行不同的代码块，适用于多选一的情况。 #### 八、循环结构 ##### 3.1 单纯循环 **3.1.1 GOTO语句实现循环** - 使用GOTO语句可以实现简单的循环逻辑。 **3.1.2 有循环变量的DO构造** - **DO语句和循环次数**：指定循环变量和循环次数。 - **DO循环执行步骤**：定义循环体内的操作。 - **循环终端语句**：控制循环何时结束。 - **停止语句**：提前结束循环。 - **DO循环嵌套**：允许嵌套使用多个DO循环。 - **DO循环规则**：遵循特定的语法规则。 - **隐DO循环**：一种特殊的DO循环形式。 **3.2 条件循环** - **无循环变量的DO构造**：根据条件决定是否继续循环。 - **EXIT语句**：提前退出循环。 - **CYCLE语句**：跳过当前循环迭代，进入下一次迭代。 - **DOWHILE语句**：根据条件执行循环体内的操作。 #### 九、数据类型和属性 ##### 4.1 数据类型和属性 **4.1.1 类型说明语句** - **一般形式**：使用类型说明语句定义变量的类型。 - **类型说明**：指定变量属于何种数据类型。 - **赋初值**：可以在声明变量时为其赋予初始值。 - **DATA语句**：用于批量赋初值。 **4.1.2 种别说明** - **种别说明方法**：定义变量的精度等级。 - **种别值**：用于指示精度的数值。 - **种别函数**：获取变量的种别值。 - **常数种别**：为常数指定种别值。 - **整数的其他进制**：支持二进制、八进制和十六进制表示。 **4.1.3 属性说明** - **属性**：变量的特殊性质。 - **PARAMETER属性**：表示常量。 - **DIMENSION属性**：定义数组的维度。 #### 十、非数值型数据 ##### 4.2 非数值型数据 **4.2.1 逻辑型数据** - **逻辑型变量**：布尔类型的变量。 - **逻辑赋值**：对逻辑型变量进行赋值。 **4.2.2 字符型数据** - **字符变量**：存储字符串的变量。 - **字符子串**：从字符串中提取子串。 - **字符操作与赋值**：对字符变量进行各种操作。 - **字符比较**：比较两个字符串是否相等。 - **字符函数**：提供对字符串的操作功能，如长度查询、查找等。 #### 十一、派生数据类型 ##### 4.3 派生数据类型 **4.3.1 数据结构** - 定义复杂的数据结构，如记录类型。 **4.3.2 派生类型** - **派生类型定义**：用户自定义的数据类型。 - **缺省初始化**：为派生类型的成员提供默认值。 - **结构构造函数**：创建派生类型实例的方法。 - **应用**：在实际编程中使用派生类型。 #### 十二、数组 ##### 5.1 数组定义与类型 **5.1.1 定义数组** - **数组的描述**：一组相同类型的数据集合。 - **数组元素**：数组中的每一个数据项。 - **数组片段**：数组的一部分。 - **三元下标**：使用三个索引访问数组元素。 - **向量下标**：使用单个索引访问一维数组元素。 **5.1.2 数组类型** - **显示形状数组**：数组的尺寸在编译时确定。 - **自动数组**：根据上下文自动确定数组尺寸。 - **可调数组**：数组的尺寸可以在运行时调整。 - **假定形状数组**：部分尺寸在编译时已知，其余尺寸在运行时确定。 - **假定大小数组**：数组的尺寸由另一个数组决定。 - **延迟形状数组**：所有尺寸都在运行时确定。 #### 十三、数组赋值与运算 ##### 5.2 数组赋值与运算 **5.2.1 赋值** - **赋值方式**：为数组元素赋值。 - **数组的存储顺序**：数组元素在内存中的排列顺序。 - **与DO循环的差异**：直接赋值和循环赋值的区别。 - **RESHAPE语句**：改变数组的形状。 - **WHERE构造**：根据条件对数组进行操作。 - **FORALL屏蔽赋值**：在指定条件下对数组元素赋值。 **5.2.2 运算** - **基本运算**：数组之间的加减乘除运算。 - **数组与数组**：同维度数组之间的运算。 以上就是关于“77和90_95编程入门”的核心知识点概述，这些内容涵盖了Fortran语言的基础知识以及一些高级特性的介绍。通过对这些知识点的学习，读者可以对Fortran有一个全面的认识，并能够运用这些知识进行实际的编程实践。