
- •Предисловие
- •1. Элементы языка
- •1.1. Свободная форма записи программы
- •1.2. Консоль-проект
- •1.2.1. Создание проекта в CVF
- •1.2.2. Создание проекта в FPS
- •1.2.3. Операции с проектом
- •1.2.4. Файлы с исходным текстом
- •1.3. Операторы
- •1.4. Объекты данных
- •1.5. Имена
- •1.6. Выражения и операции
- •1.7. Присваивание
- •1.8. Простой ввод/вывод
- •1.8.1. Некоторые правила ввода
- •1.8.2. Ввод из текстового файла
- •1.8.3. Вывод на принтер
- •1.9. Рекомендации по изучению Фортрана
- •1.10. Обработка программы
- •2. Элементы программирования
- •2.1. Алгоритм и программа
- •2.2. Базовые структуры алгоритмов
- •2.2.1. Блок операторов и конструкций
- •2.2.2. Ветвление
- •2.2.3. Цикл
- •2.2.3.1. Цикл "с параметром"
- •2.2.3.2. Циклы "пока" и "до"
- •2.2.4. Прерывание цикла. Объединение условий
- •2.3. Программирование "сверху вниз"
- •2.3.1. Использование функций
- •2.3.2. Использование подпрограмм
- •2.3.3. Использование модулей
- •2.4. Этапы проектирования программ
- •2.5. Правила записи исходного кода
- •3. Организация данных
- •3.1. Типы данных
- •3.2. Операторы объявления типов данных
- •3.2.1. Объявление данных целого типа
- •3.2.2. Объявление данных вещественного типа
- •3.2.3. Объявление данных комплексного типа
- •3.2.4. Объявление данных логического типа
- •3.3. Правила умолчания о типах данных
- •3.4. Изменение правил умолчания
- •3.5. Буквальные константы
- •3.5.1. Целые константы
- •3.5.2. Вещественные константы
- •3.5.3. Комплексные константы
- •3.5.4. Логические константы
- •3.5.5. Символьные константы
- •3.6. Задание именованных констант
- •3.7. Задание начальных значений переменных. Оператор DATA
- •3.8. Символьные данные
- •3.8.1. Объявление символьных данных
- •3.8.2. Применение звездочки для задания длины строки
- •3.8.3. Автоматические строки
- •3.8.4. Выделение подстроки
- •3.8.5. Символьные выражения. Операция конкатенации
- •3.8.6. Присваивание символьных данных
- •3.8.7. Символьные переменные как внутренние файлы
- •3.8.8. Встроенные функции обработки символьных данных
- •3.8.9. Выделение слов из строки текста
- •3.9. Производные типы данных
- •3.9.1. Объявление данных производного типа
- •3.9.2. Инициализация и присваивание записей
- •3.9.2.1. Конструктор производного типа
- •3.9.2.2. Присваивание значений компонентам записи
- •3.9.2.3. Задаваемые присваивания записей
- •3.9.3. Выражения производного типа
- •3.9.4. Запись как параметр процедуры
- •3.9.5. Запись как результат функции
- •3.9.6. Пример работы с данными производного типа
- •3.9.7. Структуры и записи
- •3.9.7.1. Объявление и присваивание значений
- •3.9.7.2. Создание объединений
- •3.9.8. Итоговые замечания
- •3.10. Целочисленные указатели
- •3.11. Ссылки и адресаты
- •3.11.1. Объявление ссылок и адресатов
- •3.11.2. Прикрепление ссылки к адресатам
- •3.11.3. Инициализация ссылки. Функция NULL
- •3.11.4. Явное открепление ссылки от адресата
- •3.11.5. Структуры со ссылками на себя
- •3.11.6. Ссылки как параметры процедур
- •3.11.7. Параметры с атрибутом TARGET
- •3.11.8. Ссылки как результат функции
- •4. Массивы
- •4.1. Объявление массива
- •4.2. Массивы нулевого размера
- •4.3. Одновременное объявление объектов разной формы
- •4.4. Элементы массива
- •4.5. Сечение массива
- •4.6. Присваивание массивов
- •4.7. Маскирование присваивания
- •4.7.1. Оператор и конструкция WHERE
- •4.7.2. Оператор и конструкция FORALL
- •4.8. Динамические массивы
- •4.8.1. Атрибуты POINTER и ALLOCATABLE
- •4.8.2. Операторы ALLOCATE и DEALLOCATE
- •4.8.3. Автоматические массивы
- •4.9. Массивы - формальные параметры процедур
- •4.9.1. Массивы заданной формы
- •4.9.2. Массивы, перенимающие форму
- •4.9.3. Массивы, перенимающие размер
- •4.10. Использование массивов
- •4.11. Массив как результат функции
- •4.12. Встроенные функции для массивов
- •4.12.1. Вычисления в массиве
- •4.12.2. Умножение векторов и матриц
- •4.12.3. Справочные функции для массивов
- •4.12.3.1. Статус размещаемого массива
- •4.12.3.2. Граница, форма и размер массива
- •4.12.4. Функции преобразования массивов
- •4.12.4.1. Элементная функция MERGE слияния массивов
- •4.12.4.2. Упаковка и распаковка массивов
- •4.12.4.3. Переформирование массива
- •4.12.4.4. Построение массива из копий исходного массива
- •4.12.4.5. Функции сдвига массива
- •4.12.4.6. Транспонирование матрицы
- •4.13. Ввод/вывод массива под управлением списка
- •4.13.1. Ввод/вывод одномерного массива
- •4.13.2. Ввод/вывод двумерного массива
- •5. Выражения, операции и присваивание
- •5.1. Арифметические выражения
- •5.1.1. Выполнение арифметических операций
- •5.1.2. Целочисленное деление
- •5.1.3. Ранг и типы арифметических операндов
- •5.1.4. Ошибки округления
- •5.2. Выражения отношения и логические выражения
- •5.3. Задаваемые операции
- •5.4. Приоритет выполнения операций
- •5.5. Константные выражения
- •5.6. Описательные выражения
- •5.7. Присваивание
- •6. Встроенные процедуры
- •6.1. Виды встроенных процедур
- •6.2. Обращение с ключевыми словами
- •6.3. Родовые и специфические имена
- •6.4. Возвращаемое функцией значение
- •6.5. Элементные функции преобразования типов данных
- •6.6. Элементные числовые функции
- •6.7. Вычисление максимума и минимума
- •6.8. Математические элементные функции
- •6.8.1. Экспоненциальная, логарифмическая функции и квадратный корень
- •6.8.2. Тригонометрические функции
- •6.9. Функции для массивов
- •6.10. Справочные функции для любых типов
- •6.11. Числовые справочные и преобразовывающие функции
- •6.11.1. Модели данных целого и вещественного типа
- •6.11.2. Числовые справочные функции
- •6.12. Элементные функции получения данных о компонентах представления вещественных чисел
- •6.13. Преобразования для параметра разновидности
- •6.14. Процедуры для работы с битами
- •6.14.1. Справочная функция BIT_SIZE
- •6.14.2. Элементные функции для работы с битами
- •6.14.3. Элементная подпрограмма MVBITS
- •6.14.4. Пример использования битовых функций
- •6.15. Символьные функции
- •6.16. Процедуры для работы с памятью
- •6.17. Проверка состояния "конец файла"
- •6.18. Неэлементные подпрограммы даты и времени
- •6.19. Случайные числа
- •6.20. Встроенная подпрограмма CPU_TIME
- •7. Управляющие операторы и конструкции
- •7.1. Оператор GOTO безусловного перехода
- •7.2. Оператор и конструкции IF
- •7.2.1. Условный логический оператор IF
- •7.2.2. Конструкция IF THEN END IF
- •7.2.3. Конструкция IF THEN ELSE END IF
- •7.2.4. Конструкция IF THEN ELSE IF
- •7.3. Конструкция SELECT CASE
- •7.4. DO-циклы. Операторы EXIT и CYCLE
- •7.5. Возможные замены циклов
- •7.6. Оператор STOP
- •7.7. Оператор PAUSE
- •8. Программные единицы
- •8.1. Общие понятия
- •8.2. Использование программных единиц в проекте
- •8.3. Работа с проектом в среде DS
- •8.4. Главная программа
- •8.5. Внешние процедуры
- •8.6. Внутренние процедуры
- •8.7. Модули
- •8.8. Оператор USE
- •8.9. Атрибуты PUBLIC и PRIVATE
- •8.10. Операторы заголовка процедур
- •8.10.1. Общие характеристики операторов заголовка процедур
- •8.10.2. Результирующая переменная функции
- •8.11. Параметры процедур
- •8.11.1. Соответствие фактических и формальных параметров
- •8.11.2. Вид связи параметра
- •8.11.3. Явные и неявные интерфейсы
- •8.11.4. Ключевые и необязательные параметры
- •8.11.5. Ограничения на фактические параметры
- •8.11.6. Запрещенные побочные эффекты
- •8.12. Перегрузка и родовые интерфейсы
- •8.12.1. Перегрузка процедур
- •8.12.2. Перегрузка операций и присваивания
- •8.12.3. Общий вид оператора INTERFACE
- •8.13. Ассоциирование имен
- •8.14. Область видимости имен
- •8.15. Область видимости меток
- •8.16. Ассоциирование памяти
- •8.16.1. Типы ассоциируемой памяти
- •8.16.2. Оператор COMMON
- •8.16.3. Программная единица BLOCK DATA
- •8.17. Рекурсивные процедуры
- •8.18. Формальные процедуры
- •8.18.1. Атрибут EXTERNAL
- •8.18.2. Атрибут INTRINSIC
- •8.19. Оператор RETURN выхода из процедуры
- •8.20. Оператор ENTRY дополнительного входа в процедуру
- •8.21. Атрибут AUTOMATIC
- •8.22. Атрибут SAVE
- •8.23. Атрибут STATIC
- •8.24. Атрибут VOLATILE
- •8.25. Чистые процедуры
- •8.26. Элементные процедуры
- •8.27. Операторные функции
- •8.28. Строка INCLUDE
- •8.29. Порядок операторов и директив
- •9. Форматный ввод/вывод
- •9.1. Преобразование данных. Оператор FORMAT
- •9.2. Программирование спецификации формата
- •9.3. Выражения в дескрипторах преобразований
- •9.4. Задание формата в операторах ввода/вывода
- •9.5. Списки ввода/вывода
- •9.5.1. Элементы списков ввода/вывода
- •9.5.2. Циклические списки ввода/вывода
- •9.5.3. Пример организации вывода
- •9.6. Согласование списка ввода/вывода и спецификации формата. Коэффициент повторения. Реверсия формата
- •9.7. Дескрипторы данных
- •9.8. Дескрипторы управления
- •9.9. Управляемый списком ввод/вывод
- •9.9.1. Управляемый именованным списком ввод/вывод
- •9.9.1.1. Объявление именованного списка
- •9.9.1.2. NAMELIST-вывод
- •9.9.1.3. NAMELIST-ввод
- •9.9.2. Управляемый неименованным списком ввод/вывод
- •9.9.2.1. Управляемый неименованным списком ввод
- •9.9.2.2. Управляемый неименованным списком вывод
- •10. Файлы Фортрана
- •10.1. Внешние и внутренние файлы
- •10.2. Позиция файла
- •10.3. Устройство ввода/вывода
- •10.4. Внутренние файлы
- •10.5. Внешние файлы
- •10.6. Записи
- •10.6.1. Типы записей
- •10.6.2. Записи фиксированной длины
- •10.6.3. Записи переменной длины
- •10.6.4. Сегментированные записи
- •10.6.5. Потоки
- •10.6.6. CR-потоки
- •10.6.7. LF-потоки
- •10.7. Передача данных с продвижением и без
- •10.8. Позиция файла перед передачей данных
- •10.9. Позиция файла после передачи данных
- •10.10. Двоичные последовательные файлы
- •10.11. Неформатные последовательные файлы
- •10.12. Текстовые последовательные файлы
- •10.13. Файлы, подсоединенные для прямого доступа
- •10.14. Удаление записей из файла с прямым доступом
- •10.15. Выбор типа файла
- •11. Операции над внешними файлами
- •11.1. Оператор BACKSPACE
- •11.2. Оператор REWIND
- •11.3. Оператор ENDFILE
- •11.4. Оператор OPEN
- •11.5. Оператор CLOSE
- •11.6. Оператор READ
- •11.7. Оператор ACCEPT
- •11.8. Оператор FIND
- •11.9. Оператор DELETE
- •11.10. Оператор UNLOCK
- •11.11. Оператор WRITE
- •11.12. Оператор PRINT
- •11.13. Оператор REWRITE
- •11.14. Оператор INQUIRE
- •11.15. Функция EOF
- •11.16. Организация быстрого ввода/вывода
- •12.1. Некоторые сведения об объектах ActiveX
- •12.2. Для чего нужен конструктор модулей
- •12.3. Интерфейсы процедур управления Автоматизацией
- •12.4. Идентификация объекта
- •12.5. Примеры работы с данными Автоматизации
- •12.5.1. OLE-массивы
- •12.5.2. BSTR-строки
- •12.5.3. Варианты
- •12.6. Другие источники информации
- •12.7. Как воспользоваться объектом ActiveX
- •12.8. Применение конструктора модулей
- •12.9. Пример вызова процедур, сгенерированных конструктором модулей
- •Приложение 1. Вывод русского текста в DOS-окно
- •Приложение 2. Нерекомендуемые, устаревшие и исключенные свойства Фортрана
- •П.-2.1. Нерекомендуемые свойства Фортрана
- •П.-2.1.1. Фиксированная форма записи исходного кода
- •П.-2.1.2. Оператор EQUIVALENCE
- •П.-2.1.3. Оператор ENTRY
- •П.-2.1.4. Вычисляемый GOTO
- •П.-2.1.5. Положение оператора DATA
- •П.-2.2. Устаревшие свойства Фортрана, определенные стандартом 1990 г.
- •П.-2.2.1. Арифметический IF
- •П.-2.2.2. Оператор ASSIGN присваивания меток
- •П.-2.2.3. Назначаемый GOTO
- •П.-2.2.4. Варианты DO-цикла
- •П.-2.2.5. Переход на END IF
- •П.-2.2.6. Альтернативный возврат
- •П.-2.2.7. Дескриптор формата H
- •П.-2.3. Устаревшие свойства Фортрана, определенные стандартом 1995 г.
- •П.-2.4. Исключенные свойства Фортрана
- •Приложение 3. Дополнительные процедуры
- •П.-3.1. Запуск программ
- •П.-3.2. Управление программой
- •П.-3.3. Работа с системой, дисками и директориями
- •П.-3.4. Управление файлами
- •П.-3.5. Генерация случайных чисел
- •П.-3.6. Управление датой и временем
- •П.-3.7. Ввод с клавиатуры и генерация звука
- •П.-3.8. Обработка ошибок
- •П.-3.9. Аргументы в командной строке
- •П.-3.10. Сортировка и поиск в массиве
- •П.-3.11. Управление операциями с плавающей точкой
- •Литература
- •Предметный указатель
- •Оглавление

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
12.340 |
12.340 |
12.340 |
12.340 |
12340.000 12340.000 |
12340.000 |
12340.000 |
Интерпретация пробела в числовых полях управляется ДП BN и BZ. Дескриптор BN игнорирует пробелы: в поле выбираются все отличные от пробелов символы и выравниваются по правой границе. Так, в случае
применения BN поля -1 |
.23 и |
-1.23 эквивалентны. |
|
Дескриптор BZ идентифицирует все пробелы поля как нули. Так, в |
|||
случае BZ поля 1 |
.2 |
3 и 100.203 эквивалентны. |
Замечание. Пробелы, следующие после E или D, при вводе вещественных чисел всегда игнорируются, независимо от вида примененного дескриптора интерпретации пробелов.
По умолчанию первоначально операторы В/В интерпретируют пробелы в соответствии с дескриптором BN, если только в операторе OPEN не задан спецификатор BLANK = 'NULL' | 'ZERO'.
Если задан дескриптор BZ, то он будет действовать до тех пор, пока не будет обнаружен дескриптор BN.
9.9. Управляемый списком ввод/вывод
При управляемом списком В/В все преобразования выполняются с учетом типа элементов списка В/В и значений передаваемых данных в соответствии с принятыми в Фортране соглашениями.
Управляемый списком В/В применяется при работе с текстовыми последовательными устройствами и не может быть использован при работе с неформатными файлами и с форматными файлами, подсоединенными для прямого доступа.
Различают два вида управляемого списком В/В: управляемый именованным и неименованным списком.
При использовании неименованного списка передача данных может выполняться и во внутренние файлы.
9.9.1. Управляемый именованным списком ввод/вывод
Синтаксис В/В под управлением именованного списка: WRITE(u, [NML =] имя списка В/В)
READ(u, [NML =] имя списка В/В)
u - устройство В/В (см. разд. 10.2).
имя списка В/В - задается оператором NAMELIST.
Спецификатор NML может быть опущен. Его присутствие обязательно, если заданы другие спецификаторы оператора WRITE или READ, например
END.
Управляемый списком В/В удобен на этапах отладки и тестирования программы, когда часто нужно вывести имена переменных и их значения.
318

9. Форматный ввод/вывод
9.9.1.1. Объявление именованного списка
Оператор NAMELIST объявления именованного списка В/В должен появляться в разделе объявлений программной единицы и имеет вид:
NAMELIST / имя списка В/В / список переменных |
& |
[/ имя списка В/В / список переменных ...] |
|
имя списка В/В - имя списка переменных. Одно и то же имя списка В/В может появляться в операторе NAMELIST неоднократно. В этом случае соответствующие именам списки переменных рассматриваются как один список. Порядок расположения элементов в таком списке соответствует их расположению в операторе NAMELIST.
список переменных - список имен переменных, может содержать переменные производного типа, которые, правда, не должны в качестве компонентов иметь ссылки. Формальные параметры не могут быть элементами списка. Также элементами списка не могут быть подобъекты (сечения массивов, подстроки...). Одно и то же имя может появляться более чем в одном списке переменных.
Оператор NAMELIST присваивает имя списку переменных. Далее это имя используется в операторах В/В. Например:
integer :: ia = 1, ib = 2
complex :: z(2) = (/ (2.0, -2.0), (3.5, - 3.5) /)
namelist /ico/ ia, ib, z |
! Объявляем именованный список |
write(*, ico) |
! Выводим именованный список на экран |
9.9.1.2. NAMELIST-вывод
При выводе именованного списка результат имеет вид:
&имя_списка_вывода имя переменной = значение | список значений
...
имя переменной = значение | список значений
/
Пример:
integer :: k, iar(5) = (/ 41, 42, 43, 44, 45 /) logical :: fl = .true.
real :: r4*4 = 24, r8*8 = 28 complex(4) :: z4 = (38.0, 0.0) character(10) :: c10 = 'abcdefgh' type pair
character(1) a, b end type pair
type(pair) :: cp = pair('A', 'B')
namelist /mesh/ k, fl, r4, r8, z4, c10, cp, iar k = 100
write(*, mesh)
319

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
Результат:
&MESH
K = |
100 |
FL = T |
|
R4 = |
24.000000 |
R8 = |
28.000000000000000 |
Z4 = |
(38.000000,0.000000E+00) |
C10 = abcdefgh |
|
CP = |
A B |
IAR = |
41 42 43 44 45 |
/ |
|
Из примера видно, что символьные данные выведены без обрамляющих кавычек. При необходимости можно вывести строку с обрамляющими кавычками или апострофами. Для этого текстовой файл (или последовательное устройство, например экран) надо открыть с DELIM = 'APOSTROPHE' или DELIM = 'QUOTE', которые задают вид ограничителя символьных данных: апостроф (') или кавычки ("). При NAMELIST-выводе в файл, открытый, например, с DELIM = 'APOSTROPHE', выводимые символьные данные ограничиваются апострофом, а присутствующие в строке апострофы удваиваются. Аналогичное влияние оказывает спецификатор DELIM = 'QUOTE'. Отсутствие в операторе OPEN спецификатора DELIM эквивалентно заданию в нем спецификатора DELIM = 'NONE'.
Пример:
integer :: k = 100 |
|
|
character(10) :: c10 = 'abcd"efgh' |
|
|
type pair |
|
|
character(1) a, b |
|
|
end type pair |
|
|
type(pair) :: cp = pair('A', 'B') |
|
|
namelist /mesh2/ k, c10, cp |
|
|
open(10, file = 'a.txt', delim = 'quote') |
|
|
write(10, mesh2) |
! Вывод в файл a.txt |
|
open(6, delim = 'quote') |
! Изменяем свойства подсоединения |
|
write(6, mesh2) |
! Вывод на экран |
|
Результат (кавычки внутри строки C10 удваиваются): |
||
&MESH2 |
|
|
K = |
100 |
|
C10 = "abcd""efgh" |
|
|
CP = |
"A""B" |
|
/ |
|
|
320

9. Форматный ввод/вывод
9.9.1.3. NAMELIST-ввод
Ввод именованного списка практически зеркально противоположен его выводу.
При вводе именованного списка оператор ввода ищет в файле начало списка, которое может иметь вид: &имя_списка или $имя_списка. Перечень принадлежащих именованному списку данных завершается слешем (/) или знаком доллара ($) или амперсанда (&). После знаков доллара и амперсанда может следовать слово END. Каждый элемент ввода имеет вид:
имя_переменной = значение | список значений
имя_переменной (хотя в NAMELIST могут присутствовать только полные объекты) может при вводе быть и подобъектом - сечением или элементом массива, подстрокой, компонентом записи...
Пример:
&eli k = 1 |
/ |
|
|
|
|
$eli k = 1 |
$ |
или $eli k = 1 $end |
|||
&eli k = 1 |
& |
или |
&eli k = 1 |
&end |
|
$eli k = 1 |
&end |
или |
&eli k = 1 |
$end |
Порядок, в котором появляются имена переменных в файле, не имеет значения. Количество перечисленных входных данных может быть меньше заявленного. Имена переменных и массивов в файле должны совпадать с соответствующими именами списка переменных оператора NAMELIST. Разделителями между входными данными являются запятая, пробел, символ конца строки и знак табуляции. Это значит, что в одной строке файла может располагаться более одного элемента ввода.
Пример:
integer :: k, iar(5) logical :: fl
real r4 complex z4
character :: c10*10, c4*4
namelist /mesh/ k, fl, r4, z4, c10, c4, iar open(1, file = 'a.txt')
read(1, mesh) write(*, *) k, iar, fl
write(*, *) r4, z4, ' ', c10, ' ', c4
Состав файла a.txt:
&Mesh K = 100, FL = T, Z4 = (38, 0), C10 = 'abcdefgh' r4 = 24.0, iar = 1, 2, 3, 5, 5, c4 = 'sub'
/
321

О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
Результат:
100 |
1 |
2 |
3 |
5 |
5 |
T |
|
24.000000 |
(38.000000,0.000000E+00) |
abcdefgh |
sub |
Замечание. Именованный, предназначенный для ввода список с данными теперь, согласно стандарту 1995 г., может содержать комментарий, следующий, как и в исходном коде, после восклицательного знака, например:
Состав файла a.txt:
&Mesh K = 100, FL = T, Z4 = (38, 0), |
! Задание числовых данных |
C10 = 'abcdefgh' |
! Значение символьной переменной |
r4 = 24.0, iar = 1, 2, 3, 5, 5 / |
|
Если в списке значений (в примере такой список использован для задания значений массива iar) перед первой запятой или между запятыми отсутствует значение, то оно трактуется как null и значение соответствующего элемента списка ввода не изменяется.
Для задания логической величины в файле следует указать T или
.TRUE., F или .FALSE. или иное удовлетворяющее дескриптору L значение. Символьные данные могут быть заданы без ограничителя, однако если строка содержит пробелы, или запятые, или слеш, или символы конца строки, то для правильного ввода ее необходимо заключить в кавычки или апострофы. При этом присутствующие в строке ограничители должны быть
удвоены.
Пример:
integer :: iar(5) = 100 logical fl character(10) st
namelist /mesh2/ iar, fl, st open(1, file = 'a.txt') read(1, mesh2)
write(*, *) iar, fl, ' ', st
Состав файла a.txt (в файле заданы подобъекты массива iar, причем элементам iar(1) и iar(3) соответствуют значения):
&Mesh2 |
st = 'ab d''ef gh' |
|
|
|
iar(1:4) = , -2, , -4, iar(5) = 55, fl = .False. |
||||
&end |
|
|
|
|
Результат: |
|
|
||
100 |
-2 |
100 |
-4 |
55 F ab d'ef gh |
|
|
|
||
Замечание. |
Повторяющиеся |
значения списка значений можно записать |
в виде одного значения, проставив перед ним коэффициент повторения, после которого следует звездочка (*). Например, задание:
322