Fortran90编程基础：自由格式与数据类型

Fortran 90编程指南深入解析 Fortran 90是一种高级编程语言，主要用于科学计算和工程应用。相比早期版本，Fortran 90引入了许多现代化的编程特性，使其更加灵活和易于理解。本指南将重点讲解Fortran 90的基础知识，包括自由格式源代码、固有数据类型、变量声明以及数据范围。 1. **自由格式（Free Source Form）** 在Fortran 90中，源代码不再受限于特定的列对齐要求，极大地提高了代码的可读性。注释行可以通过在第1列输入`!`来标记，注释内容可以出现在任何位置，只要它们紧跟在`!`之后。语句可以从第1列开始，也可以在其他列开始，用`;`分隔多条语句，`&`作为续行标志。空格被用来分隔语句中的元素，但也可以用于创建注释行。 2. **固有数据类型** - **整型（Integer）**: 可以是正数、负数或零，如示例中的`2301234567-1`。 - **实型（Real）**: 包括单精度（默认四字节）和双精度（八字节），例如`0.12345673.0_43._812345..0`，`3.0e-27`和`3.0d-27`分别代表单精度和双精度实数。 - **复型（Complex）**: 由实部和虚部组成，如`(1,-1)`，`(3.14,-7.0)`和`(-1.0,3.1e-27)`。 - **逻辑型（Logical）**: `.false.`和`.true.`分别代表逻辑假和真。 - **字符型（Character）**: 用引号包围，支持单引号和双引号，如`"John"`和`'John'`。 3. **变量声明** 变量声明使用关键词指定类型，如`integer`或`real`，后跟两个冒号和逗号分隔的变量名列表。例如，`integer::x,y`声明了两个整型变量x和y。可以指定`kind`值以控制变量的精度，如`real(kind=4)::tx`或`real(4)::tx`声明了单精度实型变量tx。`kind`的值依赖于编译器和系统配置，如果未指定，将使用默认的`kind`值。变量声明必须在任何可执行语句之前。 4. **强制变量声明** 使用`implicit none`指令可确保所有使用的变量都被显式声明，这有助于避免因拼写错误导致的不易察觉的问题。例如，在`program test`后添加`implicit none`，编译器将进行更严格的检查，从而有效地防止拼写错误。 5. **数据存储范围** - 整型的存储范围根据字节数不同而变化，如一个字节的整型范围是`-2^7`到`2^7-1`，四个字节的整型范围是`-2^31`到`2^31-1`。 - 实型的范围也与字节数有关，四个字节的实型在`1.18e-38`和`3.40e+38`之间，六个有效位；而八个字节的实型在`2.22e-308`和`1.79e+308`之间，有15个有效位。 6. **定义符号常量** 符号常量，即不可更改的常量，通过`parameter`属性定义，增强了程序的可读性和可维护性。例如，`real(8), parameter :: pi = 3.1415926535_8`定义了一个双精度的圆周率符号常量`pi`。 在学习Fortran 90编程时，理解这些基本概念至关重要。自由格式的源代码使得编写更简洁，固有数据类型提供了处理不同类型数据的能力，变量声明确保了代码的清晰性，而数据范围和符号常量的使用则有助于避免数值溢出和提高代码质量。在实际编程中，熟练掌握这些要点能帮助开发者编写出高效且可靠的科学计算程序。