Fortan基础编程（6）——数组详解

FORTRAN基础编程系列推出后，广受大家喜爱，原本是打算分享一些自己在学习Abaqus子程序时的语法疑难，分享了之后发现大家对此共鸣很多，为此木木尽可能多分享一些阅读子程序时需要用到的FORTRAN语法。语法这个问题很基础同样也很重要，很多人接触子程序，就直接阅读程序核心内容，对于一些程序语言的细节，却很少关注，往往导致出现一些简单的“Erro”，程序框架没问题，却找不到错误的解决方法。

本次推文主要分享FORTRAN中数组的概念，主要内容：数组的三种定义方法；动态数组Allocatable的应用；二维数组的应用，参考了《Fortran语言程序设计——Fortran95》，练习文件可在后台回复：数组Fortran，即可自动获取。代码运行环境均在 Simply Fortran中编译运行，具体操作方法，可点击查看Simply 保姆级教程。

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数组的定义

程序中要使用任何一个数组都必须给予定义，即说明该数组的名字、类型、维数及大小，以便编译系统给数组分配相应的存储单元。

(1) 数组名：数组和变量一样，也用符号名来命名。

(2) 数组的类型：数组的类型由数组元素的类型来决定。

(3) 数组的维数：数组的维数即为了区分数组元素所需顺序号的个数。

(4) 数组的大小：数组的大小即数组中包含数组元素的个数，由数组每维下标的上界和下界来决定。

数组的说明方法

在Fortran 95中，数组说明方法有三种：

• • dimension语句

• • 类型说明语句

• • 同时使用dimension语句和类型说明语句

用dimension语句说明数组

dimension  a(1:10), m(-10:10), b(4,10)

• • dimension语句是非执行语句，必须放在程序单位的可执行语句之前。

• • 用dimension语句只说明了数组的名字、维数、大小等特性，但不能说明数组的类型，这时，数组类型的说明方法与变量名相同，即：

• • 如无特别指明，数组的类型服从i-n规则(以i-n开头命名的为整数类型)；

• • 用类型说明语句指明数组的类型。dimension ju(20), name(-10:10,1:2)
real ju
character name

•   说明了一维实型数组ju，共有 20 个元素。还有二维字符型数组name，共有 42 个元素，每个元素的定义长度为 1。

• • 用implicit语句指明数组的类型

implicit integer (a-c),real(i,j)
dimension b(3:15),ix(10)

说明了整型数组b和实型数组ix。

用类型说明语句说明数组

类型说明语句可以直接说明数组的全部特性。其一般格式为：

character*6  ch(-10:10,5:9)*8
real kk(8)
real(8)  solution(30)
double precision re(4,5)

分别说明了字符型数组ch，数组元素的长度为 8。还有实型数组kk和双精度一维数组solution以及双精度二维数组re。

同时使用dimension语句和类型说明语句说明数组

real(8), dimension(0:10) :: a, b, c
integer,dimension(4,5) :: d, e

说明了三个双精度型数组a,b,c，它们各含有 11 个元素。说明了两个整型数组d,e，它们各含有 4×5 共 20 个元素。

动态数组Allocatable的应用

在程序的运行过程中，根据需要，动态地定义一个适合的数组来使用，可以节省存储空间，提高程序的执行效率。

动态数组定以后，在程序中，通过allocate语句分配相应存储空间，确定数组的大小。使用完成后，要及时地通过deallocate语句释放存储空间。

【例】输入某班级学生的一门成绩，计算出平均分。

分析：这里学生人数由键盘输入，根据人数确定数组的大小，保存成绩。因此采用动态数组。

integer n,aver
integer,allocatable:: a(:)
print *,"输入学生人数："
read *,n
allocate(a(n))
print *,"输入学生成绩："
do i=1,n
  read*,a(i)
enddo
aver=0
do i=1,n
  aver=aver+a(i)
enddo
aver=aver/n
print *,"aver=",aver
deallocate(a)
end

二维数组的应用

【例】设有一个   的矩阵：

 求：

• • 矩阵所有元素之和及平均值；

• • 保留所有大于平均值的元素，其余元素清零。

integer,dimension(4,5):: a
data  a/2,5,12,7,6,-1,0,6,4,3,4,-9,9,8,10,5,-13,7,2,3/
sum=0
do i=1,4
    do j=1,5
        sum=sum+a(i,j)
    end do
end do
average=sum/(4*5)
print *,'sum',sum
print *,'average',average
do i=1,4
    do j=1,5
        if (a(i,j)<=average) a(i,j)=0
    end do
end do
do i=1,4
  write(*,*) (a(i,j),j=1,5)
end do
end

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以上就是本次所要分享的全部内容了，希望对于正在接触 Frotran 的你有所帮助，我们下期再见~