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1、第 2 章 FORTRAN 语言基础2.1 FORTRAN 的基本规定2.1.1 FORTRAN 语言使用的字符集字符是组成程序的基本符号，程序中的变量、函数、表达式、语句等程序基本要素都是用一个个不同的字符书写构成的。但是，各种程序设计语言都不会将所有的符号用于程序基本要素的描述，每种语言都要规定自己所使用的字符范围，这个字符范围就称为该语言的字符集。FORTRAN 90 的字符集包括以下字符：（1） 大写字母 26 个A B C X Y Z（2） 小写字母 26 个a b c x y z（3）数字 10 个0 1 2 3 4 5 6 7 8 9（4）特殊字符空格 = + * / ( ) ：

2、 $ ，！ & _ % 这些符号就是构成 FORTRAN 程序基本元素的所有符号。FORTRAN 程序中除字符常量所包含的字符外， 其他功能性内容的描述只能使用以上字符。2.1.2 FORTRAN 语言的标识符1） 标识符的命名规则标识符是用来表示程序中的变量、符号常量、函数、程序等对象的一组符号。标准 FORTRAN 90 规定， 标识符由字母和（或）数字、下划线符号组成，且第一个字符必须是字母。例如：ABC，x，y2，S123，sum，B2K9P3，MY_SUB，pro_file 等等都是合法的 FORTRAN 标识符；而 A-B， x&y，6T，S(x)B 等都不是合法的 FORTRAN

3、 标识符。2） 标识符的使用（1） FORTRAN 中的标识符通常用于表示程序中的变量名、程序名、函数名和符号常量名等。（2） 标识符中字母大写和小写等价。如 SUM，Sum，sUm，suM，sum 都代表同一个标识符。（3） 标识符中的空格不起作用，系统在识别时将予以忽略。如 S U M 将被识别为 SUM。（4） FORTRAN 中没有保留字。内部函数名、语句关键词等都可以用作标识符。例如，SIN 是系统（内部）函数正弦函数的名称，READ 是输入语句的关键词，它们都可以作为普通标识符表示变量：SIN=3.0 READ=10.5PRINT *，SIN，READ以上语句中的 SIN 和 RE

4、AD 并不代表函数和输入语句，而只代表普通的变量。由于这类标识符在程序中容易引起混淆，所以，建议尽量少用内部函数名和语句关键词作为普通标识符。（5） 在给标识符起名时，应充分考虑其所代表对象的含义，尽可能做到见名知义，以便于程序的阅读、修改和调试。例如，用 TOTAL 代表总量，用 BETA 代表等。（6） 在同一个程序单元中，不能出现同一个标识符代表不同对象的情况。特别是在使用与系统（内部）函数名或语句关键词相同名称的标识符时，该系统（内部）函数名或语句关键词就不能出现在该程序单元中；如果程序单元中已经出现了某些系统（内部）函数名或语句关键词，则该程序单元中就不能再有同名的标识符出现。例如：

5、PRINT=5 COS=3*COS(PRINT) PRINT *，PRINT，COS END36在以上程序单元中，同时出现了 COS 既代表一个变量又代表一个系统（内部）函数的矛盾，以及 PRINT 既代表一个变量又是语句关键词的情况，使计算机无法正确加以识别，因此，这是不允许的。2.1.3 FORTRAN 90 源程序的书写规则（1） 一行不受书写区域限制，可从每行的任意位置书写语句内容，每行宽度可到 132 列。（2） 允许在一行中书写多条语句，语句之间用分号“；”分隔。例如： A=1.0；B=2.0PRINT *，A，B END如果某条语句有语句标号，则该语句就应该写在一行中第一条的位置

6、，以保证语句标号指向的有效性。（3） 允许用“！”引出注释内容。“！”可以出现在一行中的任何位置，从“！”后的第 1 个字符开始到该行结束的内容就是注释内容。例如：！Exchange the values between A and B T=A！Assign the value of A to T A=B！Assign the value of B to A B=T！Assign the value of T to B（4） 使用“&”作为续行的标志。只要在语句行末尾的非空格字符是“&”，就表示该行的下一行是本行的续行。为保证续行的清晰，也可在语句续行的第一个非空格字符写上一个“&”。例如：Y

7、=1+SIN(X)+SIN(X)*2/2+SIN(X)*3/3+SIN(X)*4/4 & +SIN(X)*5/5FORTRAN 90 允许使用的续行可到 39 行，即一条语句最多可写 40 行。2.2 FORTRAN 语言的程序和语句FORTRAN 语言的程序有三种：源程序、目标程序和运行程序。其中源程序是由程序设计者设计编写的，目标程序是由计算机中的 FORTRAN 编译程序将源程序编译生成的计算机能识别的二进制代码程序，运行程序则是通过连接程序将目标程序与 FORTRAN 库文件连接后生成的另一种二进制代码程序。尽管 FORTRAN 的源程序只有经过系统编译连接生成运行程序后才能运行，但其

8、目标程序和运行程序都是由源程序派生而成的，因此，源程序是 FORTRAN 程序设计的根本。为了讲解的方便，本书中将所有的FORTRAN 源程序都简称为程序。2.2.1 FORTRAN 语言程序的构成1） FORTRAN 程序的构成程序 1 计算两个数的和，并输出计算结果。PROGRAM EXAM1READ（*，*） A，B C=A+BWRITE（*，100） A，B，C100FORMAT（1X，F5.1，+，F5.1，=，F5.1） END该程序的作用是从键盘输入两个数，计算其和并按 A+B=C 的形式输出。程序对输入的两个数要求整数部分包括符号和小数点在内不超过四位，小数部分不超过 1 位。

9、程序 2 计算并输出已知数据序列的和。PROGRAM EXAM2INTEGER A（10），SUMADATA A/3，6，10，2，0，12，5，7，9，4/ SUMA=SUM（A，10）CALL PRT WRITE（*，100） SUMA100FORMAT（1X，The result is：，I5） CALL PRTENDINTEGER FUNCTION SUM（X，N） INTEGER X（N）SUM=0DO 10 I=1，N10SUM=SUM+X（I） ENDSUBROUTINE PRTWRITE（*，100）100FORMAT（1X，20（-） END本程序由三个程序单元构成，第一个程

10、序单元名称为 EXAM2，是主程序；第二个程序单元名称为 SUM， 是一个函数子程序，用来求一个数据序列的和；第三个程序单元名称为 PRT，是一个子例行程序，功能是输出一条横线。在这个程序中，主程序先调用 SUM 子程序计算数据序列的和，然后调用子例行程序 PRT 输出一条横线，再输出计算结果，最后再次调用 PRT 输出一条横线。程序运行后的输出形式为：The result is： 58从以上两个程序例子可以大致了解到：（1） 一个 FORTRAN 程序由主程序和子程序两种程序单元构成。（2） 每个程序只能有一个主程序，可以有 0 个或若干个子程序。（3） 一个程序中必须而且只能有一个主程序，

11、并且可以将主程序放在任意位置。计算机在执行FORTRAN程序时，无论主程序在什么位置，都从主程序开始执行；无论有多少个子程序，当主程序结束时，程序运行就结束。（4） 子程序只能通过主程序直接或间接调用执行，自己不能单独运行。有时候，一个程序由于过于庞大，或由不同的设计人员设计，主程序和某些子程序可能不在同一个文件中。这些存放在不同文件中的程序单元可以单独进行编译，生成不同的目标程序。但要生成运行程序时， 必须将所有的目标程序连接在一起，生成一个运行程序才能运行。没有主程序的目标程序不能生成运行程序。2） FORTRAN 程序的程序单元程序单元也称为程序模块或程序块。除以上见过的程序单元外，FO

12、RTRAN 中还有另一种程序单元 数据块子程序。所以，FORTRAN 一共有四种程序单元。这些程序单元都有相似的结构形式：程序单元标识语句程序体END即由程序的标识语句开头，用 END 语句结尾。但每种程序单元又具有自己的标志和结构特点。（1） 主程序单元主程序单元的标识语句是 PROGRAM，但也可以省略。所以，主程序单元的结构可以表示为：PROGRAM 主程序名 程序体END“ ”表示其中的内容为可选内容，即可以选用，也可以不选用。（2） 函数子程序单元函数子程序单元由 FUNCTION 语句开头，结构形式为：类型说明符 FUNCTION 函数子程序名（函数形参） 程序体END由于函数子程

13、序在被调用后，其名称要带回一个数据值，而 FORTRAN 中的数据具有不同的类型，因此， 有时需要对函数子程序的名称进行数据类型说明。函数计算往往需要一定的参数，所以，在多数情况下函数子程序都有参数。这些参数在函数子程序单元中被称为形式参数（简称形参）或虚拟参数（简称虚参）。然而，有的函数可能不需要参数，相应的函数子程序单元中也就没有形参。（3） 子例行程序单元子例行程序单元用 SUBROUTINE 语句开头，结构形式为：SUBROUTINE 子例行程序名（形参） 程序体END子例行程序可以没有形参，也可以带有形参。没有形参时，子例行程序名后不能带括号；有形参时则必须带一对括号将形参括上。由于

14、子例行程序名不带回任何数据值，因此，不需要对其进行类型说明。（4） 数据块子程序单元数据块子程序用 BLOCK DATA 语句开头，结构形式为：BLOCK DATA 数据块子程序名 程序体END当程序中只有一个数据块子程序时，其程序名可有可无。没有程序名的数据块子程序称为无名数据块子程序。如果程序中有不止一个数据块子程序时，则只能有一个无名数据块子程序，其余的必须予以命名。程序单元名称的命名规则遵循 FORTRAN 标识符的命名规则，使用时不能与程序单元中的其他标识符同名，也不能与程序中的其他程序单元同名。每种程序单元的程序体都由若干条语句构成，这些语句根据其功能和性质按 FORTRAN 程序

15、的书写规则进行排列和组合。一个程序中的每个程序单元都是一个相对独立的程序块，程序单元内的语句标号、变量及其定义通常只在本程序单元内部有效，与其他程序单元无关。所以在同一程序的不同程序单元中，出现相同的变量名或相同的语句标号等是完全允许的。2.2.2 FORTRAN 语言的语句1） FORTRAN 语句的分类FORTRAN 语言的语句与其他高级语言的语句一样，是用来向计算机系统发出操作指令的。一条语句经系统编译后会产生若干条机器指令，程序就是通过其语句编译产生的指令来实现自身的功能的。由于对计算机所起的作用不同，FORTRAN 将语句分为两大类：非执行语句和可执行语句。在这两类语句中，根据所实现

16、的具体功能不同，又将每一类语句分成若干种：2） 非执行语句FORTRAN 的语句非执行语句可执行语句程序标识语句和入口语句说明语句赋初值语句格式语句语句函数定义语句赋值语句输入输出语句控制语句非执行语句，就是程序在运行时不能使计算机产生操作响应的语句。这类语句的作用实际上在程序编译时就实现了。（1） 程序标识语句用来标识程序的类型，必须放在程序单元的开始位置。共有四条： PROGRAM主程序标识语句FUNCTION函数子程序标识语句SUBROUTINE子例行程序标识语句BLOCK DATA数据块子程序标识语句（2） 程序入口语句只有一条 ENTRY 语句，用于设置子例行程序和函数子程序的第二个

17、入口。（3） 说明语句说明语句是一大类非执行语句，主要用来对程序中的变量、数组、参数等操作对象进行说明。说明语句包括： 类型说明语句包括六种类型的说明语句和隐含类型说明语句整型说明语句INTEGER实型说明语句REAL双精度型说明语句DOUBLE PRECISION 复型说明语句COMPLEX字符型说明语句CHARACTER 逻辑型说明语句LOGICAL 隐含类型说明语句IMPLICIT 数组说明语句DIMENSION 公用区语句COMMON 参数说明语句PARAMETER 内部说明语句INTRINSIC 外部说明语句EXTERNAL 变量值保留语句SAVE 等价语句EQUIVALENCE（2

18、） 赋初值语句DATA 语句，用来对变量赋初值。（3） 格式语句FORMAT 语句，用于变量输入输出时的格式说明。FORMAT 语句使用时必须带有语句标号。（4） 语句函数定义语句专门用来在程序单元中定义只在本程序单元使用的函数。其语句格式为：语句函数名（形参）= 表达式3） 可执行语句可执行语句，就是程序在运行时能让计算机产生操作响应的语句。这类语句的功能要在程序实际运行时才能实现。（1） 赋值语句赋值语句用来对变量、函数子程序名、数组元素等赋值，包括算术赋值语句、逻辑赋值语句、字符赋值语句和语句标号赋值语句。（2） 输入输出语句输入语句，即 READ 语句，用于变量值和数组元素值的输入。输

19、出语句用于程序中数据对象的输出，包括 WRITE 语句和 PRINT 语句。此外，还有针对文件操作的一些语句：OPEN 语句、CLOSE 语句、INQUIRE 语句、BACKSPACE 语句、ENDFILE 语句和 REWIND 语句等。（3） 控制语句控制语句是最多的一类可执行语句，它包括：转移语句无条件 GOTO 语句、计算 GOTO 语句和赋值 GOTO 语句。选择控制语句块 IF 语句、ELSE IF 语句、ELSE 语句、END IF 语句、逻辑 IF 语句和算术 IF 语句。循环控制语句DO 语句和 CONTNUE 语句。过程控制语句STOP 语句、PAUSE 语句、END 语句、

20、CALL 语句和 RETURN 语句。2.3 FORTRAN 语言的数据类型在 FORTRAN 90 中常用的数据类型包括：整型（INTEGER）、实型（REAL）、双精度型（DOUBLE PRECISION）、复型（COMPLEX）、字符型（CHARACTER）和逻辑型（LOGICAL）六种。计算机高级语言中将数据分类型存放和处理，是为了节省机器存储空间和提高运行速度。2.3.1 整型数据整型数据在一般的微机中占用 2 个字节，由于符号占位的原因，其数据范围为-3276832767。有的计算机也用 4 个字节来存储整型数据，则数据范围扩大为-231231-1。整型数包括正整数、负整数和 0，

21、正整数的正号可以省略。例如，+3、-152、246 等都是合法的整型数。除正负号和数字外，其他字符一律不能出现在整型数中，而且其正负号必须写在数据的开始位置。例如，10,000、3+2、-4*5、1/3、1E-2 等都不是合法的整型数。2.3.2 实型数据实型数据在一般微机中占用 4 个字节的存储单元，数据绝对值的大小范围为 10-381038，其有效数字为 7 位。如果采用更多的字节存放实型数据，则数据范围也相应增大。实型数据也叫实型常量、实型常数或实数。在 FORTRAN 中，实型常量有两种表示形式：（1） 小数形式日常习惯使用的小数表示形式，由正负号、数字和小数点组成。实型常量的一般形式

22、可表示为：a.b其中的 a 和b 分别代表若干位数的数字。如果整数或小数部分为 0，则可以将其省略：.b 或 a.正号也可以省略。不过，实型常量中的小数点是不能省略掉的；但也不能光有小数点，必须至少要有一个数字和小数点一起组成实型常量。例如：123.45、-12.08、+0.034、.01、-.064、8.、-100.等都是合法的实型常量，而 1.3+2.1、1/2、1.0/3、10-2、1.51102 等都不是合法的实型常量。（2） 指数形式FORTRAN 语言中实型常量的指数形式与其他高级语言中的表示形式是一样的，都采用科学记数法的形式表示，即以 E 或e 加上一个整数代表 10 的多少次

23、方。其一般表示形式为：a.bEc 或 a.bec其中，a.b 称为数字部分，Ec 或 ec 称为指数部分。在数字部分中 a 或 b 都可以省略，但不能同时省略；小数点也可以省略。指数部分不能省略。小数部分和指数部分如果是正数的话，可以省去正号。例如：1.02E-3、0.451E+4、1E2、-.1E-2 等都是合法的实型常量，它们分别表示 1.0210-3、0.451104、102、-0.110-2。而 1.34E、1*E-3、E-2、10*E+3 等都不是合法的实型常量。2.3.3 双精度型数据双精度型数据实际上是一种提高了有效数字位数的实数，通常采用实型数据的两倍存储单元长度来存放。在一般

24、微机中，双精度型数据用 8 个字节存放，其数据的绝对值范围仍为 10-381038，但它提供的效数字通常是 16 位，使数据的精度大大提高。双精度型常量的表示与实型常量的指数表示在形式上是相同的，只是将指数形式实型常量中的字母“E”换成字母“D”即可。例如：1.23D-3、3.141593D0、8.314D+2 等都是双精度常量，尽管它们在表观上与实型常量 0.00123、3.141593、831.4 数字相同，但两者在精度上是不同的。前者在计算机中的有效数字是 16 位，而后者仅有 7 位。2.3.4 复型数据复型数据是 FORTRAN 语言特有的一种数据类型。它使 FORTRAN 语言在处

25、理有复数运算的科学计算和工程计算中比其他语言更具优势。复型数据有两个部分，实部和虚部，这两个部分分别用两个实型数据来表示。所以，复型数据在计算机中占用两个实型数据的存储单元。如果一个实型数据占用 4 个字节的存储单元，则一个复型数据将占用8 个字节的存储单元。复型常量用一对括号中的两个实数来表示，第一个实数代表实部，第二个实数代表虚部。例如：（1.2， 2.5）表示复数 1.2+2.5i，（3.0，-1.0）表示复数 3-i。如果括号中只有一个实数，则该实数仅代表复型常量的实部。例如：（1.5）等价于（1.5，0.0），都表示复数 1.5+0i。2.3.5 字符型数据以上介绍的四种数据类型都是

26、数值型数据类型，字符型数据则是非数值型数据。FORTRAN 语言中的字符型常量也称为字符串，用一对撇号（ ）或（“ ”）引上。也就是说，凡是用一对撇号引上的计算机可以处理的字符都是字符常量。这些字符可以是 FORTRAN 语言字符集中的字符， 也可以是其他非字符集字符。例如，CHINA、1234、3.1+X、guest 等都是有效的字符常量；汉字也可以作为 FORTRAN 的字符常量使用，如 北京、程序设计 等。应当注意的是，一对撇号中的空格也是有效的字符常量，比如： 、Beijing China，无论是单独的空格，还是其他字符中夹带的空格，都是字符串的一部分，都是有效的。2.3.6 逻辑型数

27、据FORTRAN 语言中的逻辑型数据是对应的逻辑型常量也只有两个：.TRUE.（“真”）和.FALSE.（“假”）。2.4 FORTRAN 语言的基本量2.4.1 变量计算机语言中的变量是指存储数据的存储单元。变量必须有名字和类型，以便机器对存储单元内容的存取，因此，变量名就是存储单元的符号地址。变量名的取法应该满足标识符的规定。1）FORTRAN 语言中确定变量类型的方式有 3 种：（1） 用类型语句说明变量的类型格式：类型符号变量表例如：INTEGERHEAT，TEMP，X1，Y4！规定变量为整型REAL BUS，BIG，TEMP！规定变量为实型（2） 用隐含语句说明变量的类型如果想把某个

28、字母或某些字母开头的变量都定义成整型变量，可以使用隐含说明语句来加以说明。隐含说明语句的使用格式如下：IMPLICIT INTEGER（字母表列）例如：IMPLICIT INTEGER（B）！把所有以字母 B 开头的变量定义成整型变量； IMPLICIT INTEGER（P，T，X）！把所有用字母 P、T、X 开头的变量定义成整型变量； IMPLICIT INTEGER（X-Z）！把所有用字母 X、Y、Z 开头的变量定义成整型变量。IMPLICIT INTEGER（P，T，X-Z）！IMPLICIT INTEGER（B），INTEGER（X-Z） ！（3） 用隐含约定（I-N 规则）确定变量类

29、型如果在程序中使用了未说明类型的变量，则遵照 I-N 规则确定变量类型：凡是以 IN 之间（包括 I 和 N）的字母开头的变量都是整型变量，其他均为实型。注意：在以上三种类型说明方式中，类型说明语句具有最高的权限，隐含说明语句权限次之，隐含约定的权限最低。因此在使用时，以类型说明语句定义的变量类型优先，其次是用隐含说明语句定义的变量，最后才遵循隐含约定规则。根据这个原则，在一个程序单元中，IMPLICIT 语句应放在类型说明语句的前面，否则会出现定义矛盾而使定义无效的情况。例如：INTEGER IBM，KCAL REAL BUS，BIG，TEMPIMPLICIT INTEGER（B，T），RE

30、AL（I，K）这样的定义将导致前面 INTEGER 语句和 REAL 语句定义的变量无效，定义出错。因此，FORTRAN 语言规定，IMPLICIT 语句必须放在其他类型说明语句之前。1）短整型数据和长整型数据FORTRAN 90 提出了短整型、基本整型和长整型的概念，允许在类型说明时指定整型变量的长度。例如INTEGER*1 X，Y将 X 和Y 定义成短整型变量，分别只占用 1 个字节的存储单元，数据范围为-128127。INTEGER*2 X，Y将 X 和Y 定义成基本整型变量，分别占用 2 个字节的存储单元，数据范围为-215215-1。INTEGER*4 X，Y将 X 和Y 定义成长整

31、型变量，分别占用 4 个字节的存储单元，数据范围为-231231-1。INTEGER X*1，Y，Z*4将 X 定义为短整型，Y 定义为基本整型，Z 定义为长整型。如果定义时未指定长度，则默认为基本整型，长度为 2。遵循 I-N 规则的整型变量是基本整型变量。整型变量长度只能指定为 1、2 或 4，不能是其他的长度。2）长实型数据对双精度型的取代FORTRAN 90 可以用长实型来代替双精度型的概念，直接用REAL 语句定义一个长实型变量来代替DOUBLE PRECISION 定义的双精度变量，省却了书写上的麻烦，同时也保持了概念的延续。与整型变量定义的扩展相同，在定义实型变量时也可同时指定变

32、量的长度： REAL*4 X，Y定义 X 和Y 为实型变量，分别占用 4 个字节的存储单元。REAL*8 X，Y将 X 和Y 定义成长实型变量，即双精度变量，分别占用 8 个字节的存储单元。它等价于DOUBLE PRECISION X，Y同样也可以采用混合长度定义方式定义不同长度的实型变量： REAL MIN，KCAL*8REAL*8 MIN*4，KCAL实型变量的长度只有 4 个字节和 8 个字节两种。如果定义时未指定长度，系统将默认为 4 个字节长度的实型变量。3） 对复型变量的说明复型变量一经定义后，就按复型数据格式存放数据，也就是说同时包含实部和虚部两个部分。因此， 在给复型变量赋值时

33、需要要采用复型数据格式。例如：MON=（-1.25，4.76） XTR=（2.34E-2，-1.36E+3）如果赋给复型变量的不是常量而是表达式，则需要使用复型转换函数 CMPLX 来实现，如： MON=CMPLX（2.35*X+2.1，Y+4.1）当 CMPLX 函数中只有一个参数时，该参数代表的是复数的实部，虚部为 0。4）对字符型变量的说明字符型数据在内存中一个字符占用一个字节，其存储单元长度直接与所包含的字符个数相关。因此， 在定义字符型变量时，要同时指定变量允许存放字符的个数，即字符型变量的长度。如果不指定长度，则默认该变量只能存放一个字符，即长度为 1。字符型变量在使用之前也需要事

34、先定义，其定义形式有以下几种：（1） 统一指定变量长度CHARACTER*n 变量表列其中的 n 为正整数，表示变量的长度。用这种形式定义的字符型变量其长度都是相同的。例如：CHARACTER*8 STR，WIN，FRI所定义的字符型变量 STR、WIN 和FRI 的长度都 8，都能存放 8 个字符。（2） 分别指定变量长度在多数情况下，所定义的字符型变量的长度不可能都完全相同，FORTRAN 允许在定义时分别指定变量的长度。例如：CHARACTER STR*8，WIN*5，FRI*10（3） 混合定义长度这种定义方式是先指定一个统一长度，然后再对其中的个别变量单独指定长度。例如：CHARAC

35、TER*5 STR*8，WIN，FRI*10，TWO用这种方式定义时，单独指定的长度优先，只有未单独指定长度的变量才使用统一指定的长度。因此，所定义的变量中，STR 的长度为 8，FRI 的长度为 10，WIN 和TWO 的长度都是 5。（4） 用隐含语句定义与直接使用 CHARACTER 定义字符型变量不同，采用 IMPLICIT 语句定义的字符型变量只能指定统一的长度。例如：IMPLICIT CHARACTER*5（A-D），CHARACTER*4（T，Y）而不能使用如下定义形式：IMPLICIT CHARACTER（A*5，Y*4）字符型变量一经定义，就可以根据其定义的长度存放字符串。在

36、将一个字符串赋给字符型变量时，字符串在变量存储单元中按左对齐存放。如果字符串的长度小于变量允许长度，右边空位补空格；若字符串长度大于变量允许长度，则产生右截位。例如：CHARACTER A*8，B*3A= 1234 B= 1234 赋值后，A 中存放了字符串 1234 加四个空格，B 中则只存放了 123 三个字符，字符 4 被截掉。5）关于子字符串一个字符串中的任意一个连续部分都可称为该字符串的子字符串。比如，字符变量 X 中存放了字符串How do you do?，则该字符串中的How、do、you、do?、w d 等都是 X 的子字符串。对一个字符型变量的子字符串，可以用以下格式来表示：

37、字符变量名（e1:e2）其中的 e1 和e2 都是整数或整型表达式，分别代表子字符串的起点和终点位置，而且1e1e2LL 是字符变量的总长度。即子字符串不能超过母字符串的长度；起点位置最低为 1，且不能越过终点；终点位置不能低于起点，也不能超越整个字符串的末尾字符。当然，起点和终点位置可以相同，这表示子字符串为 1 个字符。子字符串的起点和终点都可以省略。如果省略起点，表示从第一个字符开始；省略终点，表示子字符串到末尾为止；两者都省略，则表示是整个字符串。例如，X= How do you do?，则X(8:10)的值为 you，X( :10)的值为 How do you，X(8: )的值为 y

38、ou do?，X(3:3)的值为 w，如果用X( : )，则等价于使用 X(1:14)，也就是整个字符串。一个子字符串可以赋给其他的字符变量，也可以接受其他的字符串，但同一个字符串的子字符串不能相互赋值。例如，可以有 A=X(8:10)、X(3:3)= C ，但不能出现 X(8:10)= X(3:5)。6）对逻辑型变量的说明逻辑型变量在使用前也必须事先定义。可以使用 LOGICAL 语句和 IMPLICIT 语句定义逻辑型变量，例如：LOGICAL LA，XC定义 LA 和 XC 为逻辑型变量。IMPLICIT LOGICAL（K，L）定义以字母 K 和 L 开头的所有变量为逻辑型变量。尽管逻

39、辑型常量中包含了若干个字符，但逻辑型变量只占用一个字节的存储单元，其中仅保存逻辑常量的第一个字母。如果逻辑变量的值为“真”，保存的字母为“T”；值为“假”，保存的字母为“F”。所以，逻辑型数据在输出时只有一个字母“T”或“F”。例如：LOGICAL X，Y X=.TRUE. Y=.FALSE. PRINT *，X，Y END输出的结果为：T F尽管逻辑变量中只保存第一个字母，但在使用逻辑常量赋值时仍然要使用逻辑常量的完整形式，不能省略两边的点和其中的任何字母。采用以下赋值形式都将被认为是对逻辑变量的错误赋值：X=.T.Y=FALSE然而，在使用 READ 语句输入逻辑值时，则允许使用多种形式输

40、入，只要除点以外的第一个字符是字母“T”或“F”，系统就将其认为是.TRUE.或.FALSE.。例如LOGICAL XREAD（*，*） X PRINT *，X END运行时，无论输入是 .TRUE.、.T.、TRUE、T 还是 TYES，系统都只认 T，识别为“真”，将其他字符忽略。输出时，也只输出字母 T。2.4.2 常量常量即我们所说的常数。FORTRAN 中有 2 种形式：数值常量和符号常量。数值常量：250（整型）、123.45（实型）、-0.110-2（实型）、1.23D-3（双精度型）、（1.5，0.0）（复型）、guest（字符型）、.TRUE.（逻辑型）。符号常量：就是用一个

41、标识符来代表一个不变的值。符号常量用 PARAMETER 语句定义，定义格式为：PARAMETER （name1=e1，name2=e2，namen=en）其中，name 代表符号常量名的标识符，与变量名一样具有相同的数据类型规定。如果要改变隐含约定，则相应的类型说明语句必须放在 PARAMETER 语句之前。e 为符号常量所代表的值，可以是常量，也可以是具有确定值的表达式。例如PARAMETER （PI=3.1416，D=4.2，C=PI*D）PARANETER （N=3，R=8.14+N）符号常量除了可以代表数值常量外，也可以代表字符常量和逻辑常量。例如CHARACTER*4 CLOGIC

42、AL LPARAMETER （C=ABC，L=.TRUE.）符号常量一旦定义后，其值就不能改变。因此，在程序中不能再对符号常量进行赋值或输入等试图改变其值的操作。符号常量只在所定义的程序单元中有效，离开此程序单元则不起作用。2.4.3 函数FORTRAN 语言的函数有两类，系统函数和自定义函数。系统函数是由 FORTRAN 系统提供给用户直接使用的函数，也称为内部函数。自定义函数，则是用户在程序中根据自己的需要所设计的函数。1）系统函数FORTRAN 提供了三大类系统函数，这些函数都有自己特定的运算含义，分别进行常用的数值处理、字符处理和强制类型转换。系统函数大多数都有通用名和专用名两个名字，

43、通用名又叫属名，可用于该函数允许的所有数据类型，专用名则是该函数用于专门数据类型的函数名。例如，SQRT( )是求平方根函数的通用名，可直接用于求实型数据、双精度数据和复型数据的平方根，而 DSQRT( )和 CSQRT( )则是 SQRT( ) 的专用名，专门用来求双精度数据和复型数据的平方根。由于通用名可直接用于函数允许的所有数据类型，因此，在程序设计中，除特殊情况外，一般都直接使用通用名，系统会根据使用时所采用参数的数据类型自动给出合适的函数值类型。系统函数中的参数，即自变量，大多是 1 个，也有的是 2 个，还有少量的多于 2 个。使用系统函数时，自变量可以用常量、变量或者表达式，自变

44、量的类型一定要与期望得到的函数值类型相匹配。FORTRAN 90 的全部系统函数见附录。（1） 数值处理函数数值处理函数是最大的一类系统函数，主要是一些常用的数学运算，如三角和反三角函数运算、指数运算、对数运算、求绝对值、求余、取整、求最大值最小值、取符号等。在三角函数的使用中，所有自变量的单位都是弧度。如果引用三角函数时，自变量的单位是度，则在带如函数时要将其化为弧度。例如，自变量 X 的单位是度，引用正弦函数时则应转化将其转化成弧度：SIN（X*3.1416/180）。所有反三角函数的函数值单位都是弧度，要想得到单位为度的结果也需要对结果进行相应的转化，即把结果乘以 180/3.1416。

45、x求平方根函数 SQRT（x）对应的是，其自变量 x 不能小于 0。对数函数 LOG（x）和 LOG10（x）对应的分别是ln x 和lg x ，其自变量 x 则必须大于 0。求余函数 MOD（x1，x2）中，x1 是被除数，x2 是除数，结果取 x1/x2 的余。DIM（x1，x2）是求 x1 和x2 的正差，当 x1x2 时，结果为 x1x2；x1x2 时，结果为 0。SIGN（x1，x2）是取符号函数，其结果取 x1 的绝对值，取 x2 的符号。例如，SIGN（-3，4）结果为 3， SIGN（1.2，-2）结果为-1.2。（2） 字符处理函数FORTRAN 中处理字符型数据的函数主要有

46、：CHAR、ICHAR、LEN、INDEX、LGE、LGT、LLE 和LLT。函数 CHAR 和 ICHAR 是一对互逆函数，CHAR 将一个十进制整数转换成对应的 ASCII 字符，而 ICHAR 则是将 ASCII 字符转换成对应的十进制整数。由于扩展的 ASCII 字符总共只有 256 个，所以，如果 CHAR 的自变量值超过 256，则会自动减去 256 进行转换。ICHAR 的自变量可以是一个字符，也可以是一个字符串。如果是字符串，函数将只对第一个字符进行转换。例如，CHAR（81）和 CHAR（337）的结果都是字符 Q， ICHAR（C）和 ICHAR（CHINA）的结果都是 67。LEN（str）是求字符串 str 的长度，自变量 str 是字符型数据，函数的结果是整数。例如，LEN（CHINA） 的结果就是 5。INDEX（str1，str2）的功能是找出子字符串 str2 在字符串 str1 中的位置，函数结果是整数，代表 str2 在 str1 中首次出现的位置。LGE、LGT、LLE 和LLT 四个函数则是比较两个字符串的大小的函数，函数的结果为逻辑值。例如，LGE（str1，str2）中，如果