MATLAB与Fortran：科学计算与高性能计算的比拼

# 1. MATLAB与Fortran概述

MATLAB和Fortran都是用于科学计算和高性能计算的强大编程语言。MATLAB是一种交互式语言，以其易用性和广泛的工具箱而闻名，而Fortran是一种编译语言，以其速度和效率而著称。

MATLAB擅长处理矩阵和数组操作，使其成为数据分析和可视化的理想选择。它还具有丰富的工具箱，涵盖从信号处理到机器学习的各种领域。另一方面，Fortran在数值计算和高性能计算方面表现出色，使其成为解决复杂科学和工程问题的首选。

# 2. MATLAB与Fortran的语言特性

### 2.1 数据类型和变量

MATLAB和Fortran在数据类型和变量处理方面存在差异。MATLAB使用动态类型系统，允许变量在运行时改变其类型。Fortran则采用静态类型系统，要求变量在编译时声明其类型。

| 数据类型 | MATLAB | Fortran |
|---|---|---|
| 整数 | int32 | INTEGER |
| 浮点数 | double | REAL |
| 字符串 | char | CHARACTER |
| 逻辑值 | logical | LOGICAL |
| 复数 | complex | COMPLEX |

MATLAB中变量的命名遵循驼峰命名法，而Fortran中变量名则使用大写字母。

### 2.2 控制流和循环

MATLAB和Fortran都支持常见的控制流结构，如if-else、while和for循环。然而，它们在语法和语义上存在一些差异。

**if-else语句**

if condition
    statements
else
    statements
end

IF (condition) THEN
    statements
ELSE
    statements
END IF

**while循环**

while condition
    statements
end

DO WHILE (condition)
    statements
END DO

**for循环**

for i = 1:n
    statements
end

DO i = 1, n
    statements
END DO

### 2.3 函数和子程序

MATLAB和Fortran都支持函数和子程序，用于组织和重用代码。MATLAB中的函数以`function`关键字声明，而Fortran中的子程序以`SUBROUTINE`或`FUNCTION`关键字声明。

function y = myFunction(x)
    y = x^2;
end

SUBROUTINE mySubroutine(x)
    y = x**2
END SUBROUTINE

### 2.4 输入/输出

MATLAB和Fortran提供多种输入/输出（I/O）选项，包括文件I/O、键盘I/O和图形I/O。

**文件I/O**

fid = fopen('data.txt', 'r');
data = fscanf(fid, '%f');
fclose(fid);

OPEN(UN