海洋数据分析 -海洋数据分析岛

0 \# R A' T( _8 \

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。

% e2 C q& v& E, }& o T, v

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

自由格式的简单例子，引自高PPT

数据格式

) ]" G d4 f- g2 S5 X# G: h- G

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 −231+1∼231-2^{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。

- d& s% l. m) _- e" G3 a

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 - E0 E; F% k, N; T+ S implicit none p5 R! F( O' S9 g& q real(KIND=4) :: a real(KIND=8) :: b a=0.123456789123456 0 }' l) B! N! L1 S! K b=0.123456789123456 ! |! F; C) [. ^0 s$ m' U4 t* S write(*,*) a,b=,a,b * g! Q5 x7 b. F* X. [$ t! H" ? end 6 }4 ^# {) B9 z% M. @ !!!输出结果： a,b = 0.123456791 0.12345679104328156 , X* A9 c( T h& }+ ^

3.实数与整数之间的转换

- ?' m5 V/ D9 X0 @

int(7.8) = 7 !忽略小数部分 nint(7.8) = 8 !四舍五入后的结果 - X$ c* f$ p3 o* T' Z 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 & W4 `& O6 m7 b5 z* |3 w1 h7 t atmosphere = ‘1234567890’ * C s: A0 {" V& h' r ocean = ‘123456789123456’ !字符赋值注意使用引号 1 M5 F/ Y" m( j1 S# w8 T

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。

- M) {- r3 \ ]6 W5 a

logical :: a,b 2 ^4 O- X; y5 b O' X a = .true. b = .false. if(a)then , ?% v4 G& ^# f … ) D& d6 T: k0 t: N( c# h9 j' m endif

复数型(不常用)

complex :: a ( |2 q8 m5 b& a p2 S3 N+ n* t! ] a = (a1,a2) % ~. t& B# O; O' P

Fortran的数学表达

' G$ y) i7 P# Z

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

) J8 b3 t: z2 B* a: f

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 6 |7 f6 u7 F6 M- H8 w wirte(*,100) a 2 E" m3 W" P: g9 ] 100 format(I4) y9 T: I) U9 c9 q7 F

! \% t3 u$ f5 e+ X, \6 D3 m

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)") " L6 ~+ t& _# h; c2 U! e$ n* `: x# I write(*,"((,i2,,,i2,))") i,j !输出：( 1, 2) 9 v0 f3 | {% R! a% W - Y- _4 Q+ a, W$ [ write(*,(5f7.2) list( !每行5个的形式输出list数组 7 r; ]8 {9 H- w write(*,(mf7.2) list( $ J' d+ E v4 I6 y7 I m>=size(list() !在一行内全部输出 0 A3 k% l/ M. r

方式3

character(len=10) :: fmtstring ( N/ i" x( E+ ]3 K6 @ fmtstring = (I3) ' o8 D- @4 Z) M& f, n/ }$ T: a write(*,fmtstring) 3

4 S p" J! Z4 Q

声明长度为10的字符串，内容设置为输出一个整数的格式。

/ m1 d& u9 Z4 g- ~

常用的格式化

一般来说，最常用的几种格式为“I, F, E, A, X”，不同格式之间可用用，隔开，或者不用

Iw[.m], egI4，I0是特殊描述符，此时w=整数的长度以w个字符宽度输出整数，至少输出m个数字，当数值宽度大于w时输出*。Fw.d, egF9.3以w个字符宽度输出浮点数，小数字符占d个宽，数值大雨输出宽度时出现*Ew.d[Ee], egE15.7，E9.2E3w个宽度输出浮点数，小数部分占d个，指数部分占e个Aw以w个字符宽来输出字符串，不足w个字符的部分会自动补上空格nX输出位置向右移动n位/换行输出Tc把输出的位置移动到本行的第c个字节

输出

4 n% l" q6 S1 Y5 U: {

write(*,*) "nice to meet you!"

write，作用是显示后面双引号中的字符串。其中括号里第一个*表示输出位置使用默认值，即屏幕，如果写成unit=6表示的也是屏幕；第二个*表示不特别设置输出格式。write每执行一次命令后，会在佛那个换到下一行准备下一次的输出其中“”是为了输出字符，若想要输出“”需要使用两层双引号双引号和单引号都可以用来输出字符，但是若想要输出双引号时，就需要连续使用两个双引号

print *, "nice to meet you too!"

A( x! z3 X4 ]8 ?: }1 ^

这里的*表示不限定输出个格式，且该命令只能正对屏幕来使用。因此建议使用write来作为输出工具

# o. q/ P5 g; m3 ~8 z7 Q# j. C ! z* [" v( M& @ ; G9 n0 d; S2 s9 }