Fortran数据类型、格式化输入、输出

景三蜗

猥琐发育（个人学习记录版）

要开始编程之前，首要要了解书写的规则以及能处理的数据类型。了解咱们手上的工具，才能更好得将其利用。

书面格式

代码的编写格式有两种，自由格式(Free Format)和固定格式(Fixed Format)。程序代码扩展名为.F / .FOR为固定格式，.F90为自由格式。推荐使用自由格式进行编码。

但是自由格式就是完全自由，可以随意编码吗？答案当然是否定的。与固定格式相比，它不会规定每一行的第几个字符有什么作用，但是它也有需要遵守的规则

每行可以编写132个字符
叹号“！”后面的文本都是注释，没有(编程)意义
代码不为区分大小写
两行代码可以用符号“&”进行连接
变量取名需要以字母开头，可以表现为字母和数字混合，且长度不超过32

数据格式

与python不同，fortran程序中出现的每一个数据必须声明类型，且每一数只有一种类型。数据类型是指使用Fortran在计算机内存中记录文本、数值等数据的最小单位及方法。

数据类型：整数(integer)、浮点数(real)、复数(complex)、字符(character)、逻辑判断(logical)

整数

需要提前声明 integer :: x,y,z
数目大小不能太大，长整型占用32bits(4bytes)的空间，保存的范围为 -2^{31}+1\sim2^{31} 之间，有的编译器还会提供短整型、更短整型
整数和实数之间的转化，可以直接使用编译器提供的函数

real(9) = 9.0

实数/浮点数

1.精度问题。利用kind进行精度说明，值取4为单精度，值取8为双精度。实数的精度设置十分重要，将会影响最后的计算结果是否正确。

real(kind=4)   ::   distance

2.两个实数相等问题。输出后，由于ab精度不同，他们的值也不同。

program test
implicit none
real(KIND=4) :: a
real(KIND=8) :: b
a=0.123456789123456
b=0.123456789123456
write(*,*) 'a,b=',a,b
!!!输出结果： a,b = 0.123456791  0.12345679104328156

3.实数与整数之间的转换

int(7.8) = 7 !忽略小数部分
nint(7.8) = 8 !四舍五入后的结果
ceiling(7.8) = 8 !大于等于的整数
floor(7.8) = 7 !小于等于的整数

字符型

charcter(len=16) :: atmosphere
charcter(len=20) :: ocean
atmosphere = ‘1234567890’
ocean = ‘123456789123456’ !字符赋值注意使用引号

逻辑型

对于较长的代码，灵活使用逻辑型变量，可以提高代码的多样性。

logical :: a,b
a = .true.
b = .false.
if(a)then
endif

复数型(不常用)

complex :: a
a = (a1,a2)

Fortran的数学表达

数学运算符的运算优先级，由高到低排列如下

( ) 括号里优先计算
* * 乘幂
* 乘法 / 除法
+ 加法 - 减法

需要注意：乘号容易忘记写

Fortran的输入输出

输入

建议使用格式化进行输入输出，这样不仅可以使得显示更加美观，在某些情况下，设置恰当的输入格式才能得到正确的数据。

方式1

integer :: a
wirte(*,100) a
100 format(I4)

其中代号为100的这一行，作为上一行设置的输出格式

当不设置输出格式时，我们发现数字前面会出现一段额外的空格，当设置的输出格式为(I4)时，也是表示用4列来显示整数a的数值。

方式2，推荐

write(*,"(1X,I5)")
write(*,"('(',i2,',',i2,')')") i,j
!输出：( 1, 2)
write(*,'(5f7.2)' list(:)
!每行5个的形式输出list数组