Fortran90和计算机科学.PDF

Fortran 90 和计算机科学 发信站: 日月光华站 (Fri Jun 15 22:55:42 2001) 1. Fortran 90 概述 1 1.1 Fortran77 1 1.2 Source form (源格式) 1 1.3 控制结构 1 1.4 数字处理 1 1.5 数组处理 1 1.6 指针 1 1.7 数据结构 2 1.8 用户定义的类型和操作符 2 1.9 过程 3 1.10 模块(modules) 3 1.11 输入和输出 3 1.12 荒废的特性 4 2. Fortran 77, C, C++ 和 Fortran 90 的比较 5 2.1 数值健壮性 5 2.2 数据并行化部分 7 2.3 数据抽象 12 2.4 面向对象编程 12 2.5 函数型程序设计 12 3. 数值健壮性 13 3.1 数值种类(Kind)参数化 13 3.2 精度选择 14 3.3 数值多态性 14 3.4 数值近似模型 15 3.5 环境查询 15 4. 数据并行性 17 4.1 数组操作 17 4.2 数组片段 21 4.3 动态数组 22 4.4 返回赋值数组的函数(array-valued functions) 24 4.5 例子：高斯消元法 26 参考文献 28 1 1. Fortran 90 概述 1.1 Fortran77 Fortran90是Fortran77 的超集-所有标准的Fortran77程序都是标准的Fortran90 程序，因此Fortran90 包含现存的Fortran77并且在计算科学的低级结构上与之完全兼容。 1.2 Source form (源格式) 与Fortran77固定的源格式相比，Fortran90增加了另一种没有列依赖的源格式，叫作‘ 自由’源格式。在 自由源格式中注释不必从第一列开始且不必保留第六列作为继续的标志，而是在第一行由一个trailing ampersand作为标志。在这两种源格式中，都可以用‘ ！’表示行末注释的开始（例如，在行末加上说明），用 分号来分开同一行的两个说明。和Fortran77一样，Fortran90对变量，过程等的命名规则是以字母开头，包 括字母和数字；另外名字最多可以有31个字符，可以包括下划线‘_’，字符以及大小写字母。 1.3 控制结构 Fortran77的缺陷是没有现代控制结构全集（Fortran77只有IF-THEN-ELSE-END IF结构）；在Fortran90 中通过增加DO-END DO 和SELECT CASE-END SELECT控制结构弥补了这一点. CASE结构具有如下形式： SELECT CASE (expression) CASE (expression) ... CASE (value_list) ... ... END SELECT 它提供了并行选择控制，虽然它在语法上没有提供比IF(“顺序的” ）更多的功能，但是在适合问题的情况下， CASE比IF更具计算优势，因为只需评价一个表达式。新的DO结构在计算科学的应用程序中可能相当有用，原 因在于为了实现数据并行计算上的优势，大量带索引的do循环将由数组操作代替。因此循环语句使用的重点 将从对数组的处理转到非确定的重复操作，比如“read-test-process”和“while”循环。因此Fortran90中增 加的两种新的DO结构如下 DO ...