Fortran 语法备忘录 (高级)

  • 混合语言编程  Mixed-Language-Programming
    用Fortran调用C++语言的程序
    例如一个简单的C++语言程序,求直角三角形斜边长度的达哥拉斯公式:保存为crout.cpp文件。
    !———————————————————————–
    // C++ – Routine
    #include <iostream.h>
    #include <math.h>
    extern “C” void pythagoras (float a, float b, float *c)
    {
    *c = (float) sqrt(a*a+b*b);
    }
    !———————————————————————–
    注:如果用C语言,则用stdio.h代替iostream.h,并且不需要extern “C”,其余过程类似。

Fortran程序:保存为fmain.f90
!———————————————————————–
! Demoprogramm:
! Aufrufen einer C-Routine von Fortran aus
! Die C-Routine wird innerhalb eines Modules deklariert
module cproc
interface  ! definierte Schnittstelle
subroutine pythagoras (a, b, res)
!DEC$ ATTRIBUTES C :: pythagoras
!DEC$ ATTRIBUTES REFERENCE :: res
real :: a, b, res
end subroutine
end interface
end module

program fmain
use cproc
implicit none
real :: x, y, z

write(*,*) ‘ Berechnung der Hypotenusenlaenge eines rechtwickligen Dreiecks’
write(*,*) ‘ Geben Sie die beiden Seitenlaengen ein, die den rechten Winkel’
write(*,*) ‘ einschliessen:’
read(*,*) x, y

call pythagoras(x,y,z)
write(*,*) ‘ Die Laenge der Hypotenuse betraegt: ‘, z
end program fmain
!———————————————————————–
Fortran程序中添加的接口程序interface,对调用的C++与Fortran的数据传递进行说明。
接口程序写在Module当中,Fortran程序引用了该Module,就可以使用了。
参考链接:
http://www.math.utah.edu/software/c-with-fortran.html
http://www.chiralcomp.com/support/mixing_f77_c_cpp/mixing_f77_c_cpp.html
http://www.acronymchile.com/fortran_and_cplusplus.html
http://arnholm.org/software/cppf77/cppf77.htm
一个VC++调用Fortran动态链接库的例子:
http://www.vckbase.com/code/viewcode.asp?id=2052
http://zhidao.baidu.com/question/652950.html?fr=qrl3

  • 系统时间日期的子程序
    date_and_time([date][,time][,zone][,values])
    date     至少8位字符,最左边的8位字符为JJJJMMTT (年月日)
    time     至少10位字符,最左边的10位字符为hhmmss.sss (时分秒.毫秒)
    zone    至少5位字符,最左边的5位字符为±hhmm (时分) 相对于世界标准时间
          values  一维整型数组,长度至少为8,分别为:年,月,日,时区,小时,分,秒,毫秒
    例如:
    !———————————————————————–
    character(len=10)    :: d,t
    integer,dimension(8) :: V
    d = “”
    call date_and_time(date=d,time=t)
    call date_and_time(values=V)
    PRINT *, “Date=”,d,”Time=”,t
    PRINT *, V
    end
    !———————————————————————–
  • 系统时钟子程序
    system_clock ([count] [,count_rate] [,count_max])
    count           与计算机型号有关,基于计算机时钟,
    count_rate   一秒钟count的增加量
    count_max   count的最大值
    三个数字均为数字,可以用来计算一个程序运行的时间:秒数=(t1-t0)/Δt
    !———————————————————————–
    integer :: n_p_sec, ia, ie; real :: t
    call system_clock(count_rate=n_p_sec)!once
    call system_clock(count=ia)
    DO i=1,10000
    j=i
    END DO                     ! 被测试d程序块
    call system_clock(count=ie)
    t = (ie-ia)/real(n_p_sec)
    write(unit=*,fmt=*)  “Zeit in Sekunden:”,t
    end
    !———————————————————————–(以下程序转自 编程爱好者论坛 — Fortran讨论区 )
  • 1. 如何加大Stack size?
    选Project => Settings => Link => Category: Output =>
    Stack allocations
    Reserve: 这里填新值(默认为1M,若需要10M,则填10000000)
  • 2. 如何用Fortran批量生成文件?
    设要生成4000个文件,文件名为AA1-AA4000,如何写循环生成文件,而不用写4000次write命令呢?
    用内部文件:
    character(len=80) :: filename,form
    integer :: i
    do i=1,4000
    select case (i)
    case (1:9)
    write(form,'(i1)’) i
    case (10:99)
    write(form,'(i2)’) i
    case (100:999)
    write(form,'(i3)’) i
    case (1000:9999)
    write(form,'(i4)’) i
    end select
    write(filename,*) “AA”,trim(form),”.TXT”
    open(10,file=filename)
    write(10,*) i
    close(10)
    end do
    stop
    end
  • 3. 如何用Fortran动态生成输出格式?
    设有一个数组data(100),输出时,希望每行输出num个数,而num由用户输入,如何实现?
    用内部文件:
    character(len=80) :: form
    real :: data(100)
    integer :: i,num
    data = (/ (i,i=1,100) /)/10.0
    read(*,*) num
    write(form,*) “(“,num,”f10.3)”
    write(*,form) data
    stop
    end
  • 将字符串改为大写的子程序
    subroutine UpCase (str)
    !=========================================
    !  change to upper case
    !=========================================
    character(len=*),intent(in out) :: str
    integer(4)                  :: icha,LL,icval
    integer(4),parameter        :: diff = ichar(‘a’) – ichar(‘A’)
    LL = len_trim(str)
    do icha=1,LL
    icval = ichar(str(icha:icha))
    if (icval>=ichar(‘a’) .and. icval<=ichar(‘z’))  then
    str(icha:icha) = char(icval-diff)
    end if
    end do
    return
    end subroutine UpCase
  • 5. 如何用F90/95生成随机数?
    注意:
    现在计算机产生的随机数都是伪随机数。
    random_number(x) 产生一个0到1之间的随机数(x可以是向量),但是每次总是那几个数。
    用了random_seed ()后,系统根据日期和时间随机地提供种子,使得随机数更随机了。
    program random
    implicit none
    real :: x
    call random_seed ()     ! 系统根据日期和时间随机地提供种子
    call random_number (x)  ! 每次的随机数就都不一样了
    write(*,*) x
    stop
    end program random
  • 6. 函数/子程序超载的例子
    设要编一个两个变量值互换的子程序swap(a,b),哑元a,b可能是实型数,整型数,数组,矩阵,字符串,派生类型等等。但是希望只用一个子程序接口swap(a,b)来实现。F90可以用类属接口来实现这种子程序超载:
    module Utilities
    implicit none
    private I_Swap,R_Swap,RVec_Swap,RMat_Swap,Type_Swap
    public  :: Swap
    interface Swap
    module procedure I_Swap,R_Swap,RVec_Swap,RMat_Swap,Type_Swap
    end interface
    contains
    subroutine i_swap (a,b)  ! 整型置换
    integer (ikind),intent(in out)  ::  a,b
    integer (ikind)                 ::  t
    。。。                ! 略
    end subroutine i_swap
    subroutine r_swap (a,b)  ! 实型置换
    real (rkind), intent(in out)    :: a,b
    real (rkind)                    :: t
    t = a
    a = b
    b = t
    return
    end subroutine r_swap
    subroutine RVec_swap (a,b)  ! 实型向量置换
    real (rkind), intent(in out)    :: a(:),b(:)
    integer (ikind)                 :: i
    do i=1, size(a)
    call R_Swap (a(i),b(i))
    end do
    return
    end subroutine RVec_swap
    subroutine RMat_swap (a,b)   ! 实型矩阵置换
    。。。                ! 略
    end subroutine RMat_swap
    subroutine Type_swap (a,b)   ! 派生类型置换
    。。。                ! 略
    end subroutine Type_swap
    end module Utilities
  • 8. 推荐好的代码风格
    根据F90子集语言ELF90和F的要求整理(部分)。
    “强迫用”的语言特性:
    + F90的自由格式的源代码。
    + implicit none。
    + 子过程的哑元都要有intent属性。
    + 函数子程序的哑元必须指定为intent(in)。
    + 所有子程序和函数都放在模块(module)中,然后引用(use)该模块;或者放在program中。
    + 数组哑元要求是假定形状的,或者有固定的维数和大小。字符哑元要求是假定长度的。
    + 对于recursive function(递归函数)语句,必须有result子句。
    + 在所有派生类型(type)的定义语句中,必须用双冒号分隔符(::)。
    + 主程序要求有program语句。
    + 在程序单元的end语句中要求后跟程序单元的类型和名称。
    + 在end type语句中要求后跟类型的名称。
    + end program前必须有stop语句以表示停止执行。
    + 子过程中必须有return语句,以表示返回。
    + subroutine s( )并且call s( ),即必须有括号。
  • “不得用”的语言特性:
    – allocatable、intent、pointer、save、dimension、parameter和target语句形式。(用属性形式代替。)
    – external语句形式。(用显式的接口代替。)
    – assign、赋值go to、交错return、continue、entry、和计算go to 语句。
    – include文件。(用模块代替。)
    – data和block data。(在类型声明语句中进行初始化或赋值。)
    – common块。(将全局数据放在模块中,用模块代替。)
    – equivalence。(被认为是许多难以查找的编程错误的来源。)
    – double precision语句。(用real语句声明双精度的实型数。)
    – 语句函数。(用内部函数代替。)
    – 专用固有函数。(用类属函数代替。)
    – 假定大小数组。(用假定形状数组代替。)
    – do n (其中n为语句标号)。(用do和end do代替。)
    – 非整数do变量和表达式。
    – 同一行上多条语句。
    – 逻辑型case表达式。
    – 从if块外面分支到end if。
    – where语句形式。(用where结构形式。)
    – 在open和inquire语句中的blank= 说明符。
    – 双字关键词之间要求有空格:in out,go to。不能写为inout,goto。

from: https://sites.google.com/site/zhousicheng02/a_015

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

*