请用fortran的编写:对于一个100×100×100的方格,其中方格中的每个格点的坐标(x,y,z)对应一个值m,这个值m服从高斯分布,并且(x,y,z)和对应的m,储存到一个dat文件中。
时间: 2024-04-12 11:31:22 浏览: 172
以下是使用 Fortran 编写的生成 100x100x100 方格中每个格点的坐标和对应值服从高斯分布的代码,并将结果保存到一个.dat文件中:
```fortran
program generate_gaussian_grid
implicit none
integer, parameter :: N = 100 ! 方格数量
real(kind=8), parameter :: mu = 0.0 ! 均值
real(kind=8), parameter :: sigma = 1.0 ! 标准差
real(kind=8), dimension(N, N, N) :: grid ! 存储生成的方格
integer :: i, j, k
real(kind=8) :: x, y, z
! 生成方格
call generate_gaussian_grid(grid, mu, sigma)
! 保存为dat文件
call save_grid_to_dat(grid, 'gaussian_grid.dat')
end program generate_gaussian_grid
subroutine generate_gaussian_grid(grid, mu, sigma)
implicit none
real(kind=8), dimension(:,:,:), intent(out) :: grid ! 存储生成的方格
real(kind=8), intent(in) :: mu, sigma ! 正态分布的参数
integer :: i, j, k
real(kind=8) :: u1, u2, z
do i = 1, size(grid, 1)
do j = 1, size(grid, 2)
do k = 1, size(grid, 3)
call random_number(u1)
call random_number(u2)
z = sqrt(-2.0 * log(u1)) * cos(2.0 * acos(-1.0) * u2)
grid(i, j, k) = mu + sigma * z
end do
end do
end do
end subroutine generate_gaussian_grid
subroutine save_grid_to_dat(grid, file_name)
implicit none
real(kind=8), dimension(:,:,:), intent(in) :: grid ! 存储要保存的方格
character(len=*), intent(in) :: file_name ! 文件名
integer :: i, j, k
integer, parameter :: N = size(grid, 1)
integer, parameter :: unit_num = 10
open(unit=unit_num, file=file_name, status='replace')
do i = 1, N
do j = 1, N
do k = 1, N
write(unit_num, '(3(F8.4), F12.8)') real(i), real(j), real(k), grid(i, j, k)
end do
end do
end do
close(unit_num)
end subroutine save_grid_to_dat
```
在这个代码中,`generate_gaussian_grid` 子程序使用直接生成高斯分布随机数的方法生成了一个 100x100x100 的方格。在每次循环中,通过调用 `random_number` 生成两个均匀分布的随机数 u1 和 u2。然后,根据直接生成高斯分布的公式,计算出服从标准正态分布的随机数 z。最后,根据给定的均值 mu 和标准差 sigma,计算出最终的服从高斯分布的随机数,并存储到 grid 数组中。
`save_grid_to_dat` 子程序用于将方格中的每个格点的坐标(x,y,z)和对应的值 m 保存到.dat文件中。在每次循环中,将每个格点的坐标和对应的值以指定格式写入文件中。
保存的.dat文件将包含 N^3 行,每行包含四个数据,分别代表格点的 x、y、z 坐标和对应的值 m。
阅读全文