计算数学精解【12】-fortran计算精解（1）

文章目录

概述
hello,world
- 环境
- 接收输入与输出
读取csv文件
if and select case
循环
format
read,write format

概述

FORTRAN是英文“FORmulaTRANslator”的缩写，译为“公式翻译器”，它是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言，广泛应用于科学和工程计算领域。FORTRAN语言以其特有的功能在数值、科学和工程计算领域发挥着重要作用。
Fortran语言的最大特性是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。易学，语法严谨。可以直接对矩阵和复数进行运算，这一点类似matlab。自诞生以来广泛地应用于数值计算领域，积累了大量高效而可靠的源程序。很多专用的大型数值运算计算机针对Fortran做了优化。广泛地应用于并行计算和高性能计算领域。Fortran90，Fortran95，Fortran2003的相继推出使Fortran语言具备了现代高级编程语言的一些特性。

hello,world

环境

codeblock + gfortran

linux
安装 gfortran和codeblock即可
windows
下载相应版本mingw-w64
https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/
然后解压后，配置path路径
最后，codeblock新增项目，选择fortran
并配置编译器

program hello
    implicit none

    write (*,*) "Hello,World!"

end program

code::blocks中文设置
没有好的方法，直接将文件保存为gbk格式。
不要使用utf-8

接收输入与输出


program hello
    implicit none
    integer::age
    character(len=10) ::name
    write (*,*) '您叫什么名字？'
    read(*,*) name

    write (*,*) '您今年多少岁？'
    read(*,*) age

    write (*,*) 'Hi,欢迎',name,'加入学习fortran的队伍!'
    write (*,*) '您今年',age,'岁!'

end program

读取csv文件

以读取机器学习训练集iris为例。

program aiFortran
    implicit none
    character(20)::class_name
    character(200)::file_name
    integer::record_count=0
    integer::io_status
    integer::read_status
    integer::path_pos
    character(200)::err_msg
    real::sepal_length,sepal_width,petal_length,petal_width
    type::iris_info
        real::iris_sepal_length
        real::iris_sepal_width
        real::iris_petal_length
        real::iris_petal_width
        character(len=20)::iris_class_name
    end type iris_info
    type(iris_info),dimension(200)::iris_datas
    type(iris_info)::iris_data

    character(len=255) :: cmd
    call get_command(cmd)
    path_pos=index(cmd, '\bin' , .true.)
    file_name=trim(cmd(1:path_pos))//"iris\iris.data"

    open (unit=10,file=file_name,status='old',action='read',iostat=io_status,iomsg=err_msg)
    if (io_status/=0)  then
        write(*,90) file_name,err_msg
        90 format ('读取iris文件',A200,'异常:',A200)
    else
        write (*,*) "萼片长度,萼片宽度,花瓣长度,花瓣宽度,分类"
        read_file:do
            read (10,*,iostat=read_status) sepal_length,sepal_width,petal_length,petal_width,class_name
            if (read_status/=0) exit
            record_count=record_count+1
            iris_data=iris_info(sepal_length,sepal_width,petal_length,petal_width,class_name)
            iris_datas(record_count)=iris_data
            write (*,100) iris_data
        end do read_file
        close(unit=10)
        write (*,*) "共读取",record_count,"条数据!"
    endif

    100 format(4(F5.1,1X),A50)


end program aiFortran

if and select case

 您叫什么名字？
张三
 您数学、英语、政治成绩多少分？
98,78,55
 Hi,欢迎张三      !
 您平均分：          77 !
 您真是一个数学天才！
 您政治要加油了！

Process returned 0 (0x0)   execution time : 17.262 s
Press any key to continue.


program hello
    implicit none
    integer::math_score,english_score,politics_score
    character (len=10)::name
    write (*,*) '您叫什么名字？'
    read(*,*) name

    write (*,*) '您数学、英语、政治成绩多少分？'
    read(*,*) math_score,english_score,politics_score

    write (*,*) 'Hi,欢迎',name,'!'
    write (*,*) '您平均分：',(math_score+english_score+politics_score)/3,'!'
    math:select case (math_score)
    case (101:) math
        write (*,*) '您数学成绩真实吗？'
    case (60:79) math
        write (*,*) '您数学及格了！'
    case (80:79)  math
        write (*,*) '您数学比较好了！'
    case (80:95)  math
        write (*,*) '您数学很优异！'
    case (96:100)  math
        write (*,*) '您真是一个数学天才！'
    end select math
    english:if (english_score >85 )then
        write (*,*) '您英语比较好了！'
    else if (english_score >95) then
        write (*,*) '您真是一个英语天才！'
    end if english
    politics:select case (politics_score)
    case (:70)
        write (*,*) '您政治要加油了！'
    case (96,97,98,99,100)
        write (*,*) '您真是一个政治天才！'
    case (101:)
        write (*,*) '您政治成绩真实吗？'
    case default
        write (*,*) '您政治比较好了！'
    end select politics


end program

上面程序有一个错误

    english:if (english_score >85 )then
        write (*,*) '您英语比较好了！'
    else if (english_score >95) then
        write (*,*) '您真是一个英语天才！'
    end if english

 您叫什么名字？
张三
 您数学、英语、政治成绩多少分？
89,98,77
 Hi,欢迎张三      !
 您平均分：          88 !
 您数学很优异！
 您英语比较好了！
 您政治比较好了！

Process returned 0 (0x0)   execution time : 12.550 s
Press any key to continue.

修改一下


program hello
    implicit none
    integer::math_score,english_score,politics_score
    character (len=10)::name
    write (*,*) '您叫什么名字？'
    read(*,*) name

    write (*,*) '您数学、英语、政治成绩多少分？'
    read(*,*) math_score,english_score,politics_score

    write (*,*) 'Hi,欢迎',name,'!'
    write (*,*) '您平均分：',(math_score+english_score+politics_score)/3,'!'
    math:select case (math_score)
    case (101:) math
        write (*,*) '您数学成绩真实吗？'
    case (60:79) math
        write (*,*) '您数学及格了！'
    case (80:79)  math
        write (*,*) '您数学比较好了！'
    case (80:95)  math
        write (*,*) '您数学很优异！'
    case (96:100)  math
        write (*,*) '您真是一个数学天才！'
    end select math
    english:if (english_score >95 )then
        write (*,*) '您真是一个英语天才！'
    else if (english_score >85) then
        write (*,*) '您英语比较好了！'
    end if english
    politics:select case (politics_score)
    case (:70)
        write (*,*) '您政治要加油了！'
    case (96,97,98,99,100)
        write (*,*) '您真是一个政治天才！'
    case (101:)
        write (*,*) '您政治成绩真实吗？'
    case default
        write (*,*) '您政治比较好了！'
    end select politics


end program

 您叫什么名字？
张三
 您数学、英语、政治成绩多少分？

88,99,44
 Hi,欢迎张三      !
 您平均分：          77 !
 您数学很优异！
 您真是一个英语天才！
 您政治要加油了！

Process returned 0 (0x0)   execution time : 11.435 s
Press any key to continue.

循环

求素数


program hello
    implicit none
    integer::num,i
    logical::is_prime_number=.TRUE.

    write (*,*) "请输入数："
    read (*,*) num

    do i=2,num-1
        if (mod(num,i)==0) then
            is_prime_number=.FALSE.
            write (*,*) num,'/',i,'=',num/i
            exit
        endif
    end do
    if (is_prime_number) then
        write (*,*) num,"是素数"
    else
        write (*,*) num,"不是素数"
    end if


end program


program hello
    implicit none
    integer::i,max_num,n
    logical::is_prime_number

    write (*,*) "请输入求素数的最大范围："
    read (*,*) max_num
    do n=3,max_num-1
        is_prime_number=.TRUE.
        do i=2,n-1
            if (mod(n,i)==0) then
                is_prime_number=.FALSE.
                write (*,*) n,'/',i,'=',n/i
                exit
            endif
        end do
        if (is_prime_number) then
            write (*,*) n,"是素数"
        end if
    end do



end program

format

11,342,992,345.4253345,202.32454532,0.023435
     11   342 992 345.43      0.20232E+03 2.343500033E-02

Process returned 0 (0x0)   execution time : 14.987 s
Press any key to continue.


program format_output
    implicit none
    integer::i,j,k
    real::x1,x2,x3
    read (*,*) i,j,k,x1,x2,x3
    write (*,100) i,j,k,x1,x2,x3
    100 format(" ",2I6,1X,I0,1X,F0.2,1X,E16.5,1X,ES15.9)

end program format_output

read,write format

program learn
    implicit none
    integer::id
    real::math_score,english_score,politics_score
    write(*,*) "请输入数据（学号,数学成绩,英语成绩,政治成绩):"
    read (*,100) id,math_score,english_score,politics_score
    write (*,100) id,math_score,english_score,politics_score
    100 format(I5,3F6.2)


end program learn

 请输入数据（学号,数学成绩,英语成绩,政治成绩):
1,87.34,98.22,69.54
    1 87.34 98.22 69.54

Process returned 0 (0x0)   execution time : 13.665 s
Press any key to continue.

program learn
    implicit none
    character(10)::name
    integer::id
    real::math_score,english_score,politics_score
    write(*,*) "请输入数据（学号,姓名,数学成绩,英语成绩,政治成绩):"
    read (*,*) id,name,math_score,english_score,politics_score
    write (*,100) id,name,math_score,english_score,politics_score
    100 format(I5,A10,3F6.2)


end program learn

 请输入数据（学号,姓名,数学成绩,英语成绩,政治成绩):
1,张三,89.31,86.81,76.34
    1张三       89.31 86.81 76.34

Process returned 0 (0x0)   execution time : 20.302 s
Press any key to continue.