FORTRAN新手教程

简介

FORTRAN（Formula Translation）是一种用于数值和科学计算的高级编程语言，经常被用于处理大规模的数值计算和科学研究。由于其历史悠久和强大的计算能力，FORTRAN仍然在科学界和工业界广泛使用。

本教程将为FORTRAN的新手提供基础知识和实践指导，以帮助您快速入门。

安装FORTRAN
- 下载和安装编译器
- 确认安装成功
编写第一个FORTRAN程序
- 编辑和保存程序
- 编译和运行程序
- 理解输出结果
变量和数据类型
- 声明和赋值变量
- 常见的数据类型
- 输入和输出变量
基本运算和控制结构
- 算术运算符
- 条件语句（IF）
- 循环语句（DO）
数组和函数
- 声明和访问数组
- 常见的数学函数
- 自定义函数
文件操作
- 打开和关闭文件
- 读取和写入文件
- 文件处理实例

1. 安装FORTRAN

首先，您需要下载和安装FORTRAN编译器。目前，许多编译器都支持FORTRAN语言，其中最常用的有GNU Fortran（GFortran）和Intel Fortran Compiler。

2. 编写第一个FORTRAN程序

让我们开始编写第一个简单的FORTRAN程序。我们将编写一个程序，计算并输出两个数的和。

步骤1： 打开一个文本编辑器，创建一个新文件。命名为hello.f90。

步骤2： 输入以下代码：

program HelloWorld
implicit none

integer :: a, b, sum

! 输入
write(*,*) '请输入两个数：'
read(*,*) a, b

! 计算和
sum = a + b

! 输出结果
write(*,*) '两个数的和为：', sum

end program HelloWorld

步骤3： 保存文件，并将其编译为可执行文件。在命令行中输入以下命令：

gfortran hello.f90 -o hello

步骤4： 运行程序。在命令行中输入以下命令：

./hello

步骤5： 您会看到一个提示要求您输入两个数。输入两个数字后，程序将计算它们的和并输出结果。

3. 变量和数据类型

在FORTRAN中，您需要声明变量并为其分配适当的数据类型。以下是一些常见的FORTRAN数据类型：

整数：用于表示整数值的数据类型。
实数：用于表示浮点数的数据类型。
逻辑值：用于表示逻辑真或假的数据类型。

以下是声明并赋值变量的示例：

integer :: age    ! 声明一个整数变量
real :: height    ! 声明一个实数变量
logical :: flag   ! 声明一个逻辑变量

age = 25         ! 赋值给age变量
height = 1.75    ! 赋值给height变量
flag = .true.    ! 赋值给flag变量（.true.表示真值）

您还可以使用write和read语句来输入和输出变量的值：

! 输出变量的值
write(*,*) '年龄：', age
write(*,*) '身高：', height

! 从用户输入读取值
write(*,*) '请输入一个逻辑值：'
read(*,*) flag

4. 基本运算和控制结构

FORTRAN支持各种算术运算和控制结构。

算术运算符：

a = b + c    ! 加法
a = b - c    ! 减法
a = b * c    ! 乘法
a = b / c    ! 除法
a = b ** c   ! 幂运算

条件语句（IF）：

if (condition) then
   ! 条件成立时的操作
else
   ! 条件不成立时的操作
end if

循环语句（DO）：

do i = start, stop, step
   ! 循环体操作
end do

5. 数组和函数

FORTRAN支持多维数组和各种数学函数。

声明和访问数组：

real :: numbers(10)    ! 声明一个包含10个元素的实数数组

! 赋值数组元素
numbers(1) = 1.0
numbers(2) = 2.0

! 访问数组元素
num = numbers(1)

常见的数学函数：

a = sqrt(16.0)     ! 开方函数
b = sin(0.5)       ! 正弦函数
c = exp(2.0)       ! 指数函数
d = log(10.0)      ! 对数函数
e = abs(-5.0)      ! 取绝对值函数

自定义函数：

function add(a, b) result(sum)
   implicit none
   real :: a, b, sum
   sum = a + b
end function add

6. 文件操作

FORTRAN还支持与文件的输入和输出操作。

打开和关闭文件：

integer :: iostat
character(len=20) :: filename
integer :: unit

filename = 'data.txt'     ! 文件名
unit = 10                 ! 文件单元号

! 打开文件
open(unit, file=filename, status='replace', action='write', iostat=iostat)

if (iostat /= 0) then
   write(*,*) '无法打开文件！'
   stop
end if

! 写入数据到文件

! 关闭文件
close(unit)

读取和写入文件：

integer :: iostat
character(len=20) :: filename
integer :: unit

filename = 'data.txt'     ! 文件名
unit = 10                 ! 文件单元号

! 打开文件
open(unit, file=filename, status='old', action='read', iostat=iostat)

if (iostat /= 0) then
   write(*,*) '无法打开文件！'
   stop
end if

! 读取文件中的数据

! 关闭文件
close(unit)

以上仅为FORTRAN的基础知识，希望对您起到良好的入门作用。要深入了解FORTRAN并掌握更高级的概念和技巧，您可以继续学习更多资源和教程。

祝您在科学计算和FORTRAN编程的道路上取得成功！

本文来自极简博客，作者：笑看风云，转载请注明原文链接：FORTRAN新手教程

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