Fortran 教程

Fortran，全称为“Formula Translation”，是一种高级编程语言，尤其在科学计算和工程领域有着广泛的应用。本教程专注于Fortran 95版本，虽然相对于现代的Fortran 2003、2008和2018版本略显老旧，但其基本语法和特性仍然是理解和学习Fortran的基础。 一、Fortran 95简介 Fortran 95是Fortran语言的一个重要版本，它在1995年由美国国家标准学会（ANSI）和国际标准化组织（ISO）共同发布。这个版本引入了许多改进，旨在提高代码的可读性、模块化和面向对象的特性，同时保持了对早期Fortran版本的兼容性。 二、基础语法 1. 变量声明：在Fortran 95中，变量必须先声明后使用，如`REAL :: x`声明了一个浮点型变量x。 2. 注释：单行注释使用感叹号（!）开始，多行注释可以用`!$`或`C`开始。 3. 输入/输出：使用`READ`和`WRITE`语句进行输入输出，例如`READ(*,*) var`从标准输入读取值到var，`WRITE(*,*) var`将var的值输出到标准输出。 三、控制结构 1. 循环：`DO`循环用于重复执行一段代码，例如`DO i = 1, 10`创建一个从1到10的循环。 2. 条件判断：`IF`语句和`SELECT CASE`用于条件判断，`IF (cond) THEN ... END IF`结构用于基本的条件判断。 3. 块结构：`BLOCK`、`WHERE`和`ASSOCIATE`提供更复杂的代码组织方式。 四、数组 Fortran是处理数组的强大工具，支持多维数组和数组运算。例如，`REAL, DIMENSION(10) :: arr`声明一个一维实数数组arr，大小为10。 五、子程序与函数 1. 子程序：`SUBROUTINE`定义子程序，通过`CALL`调用。 2. 函数：`FUNCTION`定义用户自定义函数，返回一个值。 六、模块（Module） Fortran 95引入了模块，允许封装数据和过程，提高代码重用和组织性。例如，`MODULE my_module`开始定义一个模块，`END MODULE my_module`结束。 七、接口（Interface） 接口用于规定子程序或函数的调用约定，确保调用时参数类型和数量匹配。 八、派生数据类型（Derived Data Types） Fortran 95允许定义自定义的数据类型，可以包含其他数据类型和子程序，增强了数据抽象能力。 九、并行编程 Fortran 95引入了并行处理特性，如`PARALLEL`、`SYNC`等，使得在多处理器系统上编写并行代码成为可能。 十、错误处理 `ERROR STOP`和`STOP`语句用于终止程序执行，`RETURN`用于从子程序或函数中提前返回。 通过深入学习和实践Fortran 95源代码，你可以掌握这一古老而强大的编程语言，为科学计算和工程问题的解决打下坚实基础。在实际应用中，Fortran 95的源代码通常包含清晰的结构、变量声明、计算逻辑以及输入输出操作，是理解编程思想和科学计算方法的宝贵资源。