Fortran程序设计基础课件.ppt

1、第3章 流程控制和逻辑运算流程控制 顺序结构：执行流程成直线，很难实现一些复杂功能的程序。 选择结构选择结构、循环结构、循环结构B块块PA块块成立成立不成立不成立入口入口出口出口IF (条件P) THENA块ELSEB块END IF关系表达式 关系表达式是构成选择结构判断条件的基本式子。它也是一种最简单的逻辑表达式 关系表达式的一般形式 算术量关系运算符算术量 涵义： 关系表达式是由关系运算符将两个算术量连接起来的式子。关系运算符 关系关系Fortran 77Fortran 90大于.gt.大于等于.ge.=等于.eq.=小于.lt.小于等于.le.15.4 或 x+y.gt.15.4 a+b

2、a-b 只能写成 a+b.ne.a-b 或 (a+b)/=(a-b) ex2.17 只能写成 exp(x).ge.2.17 或 exp(x)=2.17关系表达式 关系运算用于两个不同类型的运算时，将自动进行数据类型转换，规则同算术运算。 关系表达式的运算元素是算术量，结果是逻辑量：真（.True.）或假（.False.）。 运算符如 .LE.中，点与LE字符是一个整体符号，之间不能有空格。 在使用.EQ.(=)或.NE.(/=)时，应注意实数类型数据的存储误差。例如： logical A real: x=1.2 A=x*x .EQ. 1.44 print*,A 关系表达式实数运算误差对关系表达

3、式的影响如：1.0/3.0*3.0.EQ.1.0 值为.false. 1.0/3.0*3.0=0.9999999 所以采用如下的形式： a.eq.b abs(a-b).lt.1E-6 c.ne.d abs(c-d).gt.1E-6字符关系表达式 两个字符型数据也可以经比较，与数值型格式一致 两个单个字符比较，以其ASCII码比较，ASCII码大者为大 如：AB 两个字符常量（字符串）比较，将两个字符串中的字符自左向右进行比较，如有差别，则ASCII码大者为大，否则两者相等。 如：SHANGHAISHANGKONG 如果两个字符串长度不等，则系统会自动将短的字符补以空格，使两者等长再比较。 如：

4、thethen the5 （3） M能被3或5同时乘除 以上关系应如何表示呢？他们不能简单地用关系表达式表。 解决的方法是：逻辑表达式。逻辑表达式逻辑表达式的一般形式 逻辑量逻辑运算符逻辑量 逻辑表达式是由逻辑运算符将两个逻辑量连接起来的式子。 逻辑表达式的运算元素是逻辑量，结果也是逻辑量：真(.True.)或假(.False.)。 逻辑量包括逻辑常量、逻辑变量和关系表达式。逻辑运算回顾逻辑常量 两个：.true.（真）.false.（假）逻辑变量 用于存放逻辑常量的变量。 逻辑变量可以通过赋值语句来接受逻辑常量的值，但在使用前，要进行类型说明。 例： logical a, b a=.true

5、. b=.false.逻辑运算逻辑运算符 .and. （逻辑与） .or. （逻辑或） .not. （逻辑非） .eqv. （逻辑等（同或） .neqv.（逻辑不等（异或）逻辑运算逻辑运算符的运算规则 若a,b为两个逻辑量，则： a.and.b(当a、b同时为真时，为真。) a.or.b (当a、b中任意一个为真或同时为真时，为真。) .not.a (当a为真，其值为假；当a为假，其值真。) a.eqv.b(当a、b为同一逻辑常量时，为真。) a.neqv.b(当a、b不为同一逻辑常量时，为真。)逻辑运算举例 例如：（1） 5x10 表示为：x=5 .and. x5 表示为：x5 或者为：ab

6、s (x) 5（3） M能被3或5同时乘除表示为：Mod(m,3)=0 .or. Mod(m,5)=0逻辑运算次序逻辑表达式的运算次序 运算次序为： 括号算术运算关系运算逻辑运算 而逻辑运算： .not.and.or.eqv.,.neqv.逻辑运算举例例1：写出下列条件的逻辑表达式。 5k10 k.ge.5.and.k.le.10 f3g或f5t abs(f).le.3*g.or.abs(f).eq.5*t 1a8并且1b8(a.ge.1.and.a.le.8).and.(b.ge.1.and.b.le.8) 逻辑运算举例若a=2.5,b=7.5,c=5.0,d=6.0,求下列逻辑表达式的值。

7、 (a.lt.b).and.(b.lt.c) t f f 逻辑运算举例若a=2.5,b=7.5,c=5.0,d=6.0,求下列逻辑表达式的值。 c/2.0+d.lt.a.and.not.true.or.c.le.d 8.5 F T F . F . T块 if 选择结构有以下三种典型的块if选择结构： 单分支结构： if (条件) then (块if语句) 块 (then块) endif (endif语句)PA块 if 选择结构 双分支结构 if (条件) then 块1 (then块) else 块2 (else块) endif PAB块 if 选择结构例： 2X3 (X2) Y X5 (X2

8、)编程如下：read(*,*) xif (x.le.2) then y=2*x+3else y=x+5endifwrite(*,*)x=,x,y=,yendX2True FalseY=2X3 Y=X+5输出结果输出结果结束结束输入输入X值值块 if 选择结构多分支块if结构 if (条件1) then 块1 else if (条件2) then 块2 (else if块) else if (条件n) then 块n else 块(n+1) endif 块 if 选择结构说明：每个块if中可以完整地包含一个（或多个）块if结构，即构成块if 的嵌套结构。如： if (条件1) then if (

9、条件1) then 块1 if (条件2) then else 块2 if (条件2) then endif 块2 else endif 块1 endif endif 块 if 选择结构一个块if 语句必须和一个endif语句相对应。块if 中的“then块”、“else块”和“else if块”可为空块。块 if 选择结构举例求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。 （当b2-4ac0时有两个实根，b2-4ac0时有两个复根。） 输入输入a、b、cb24ac d true d0 false计算两实根计算两实根 计算两复根计算两复根输出输出x1，x2 输出输出x1，x2 结束结束 块 if 选

10、择结构举例程序 print*,input a,b,c:read*,a,b,c f=-b/(2.0*a)d=b*2-4.0*a*c g=sqrt(-d)/(2.0*a)if (d.ge.0.0) then print*,x1=,f,+i,g e=sqrt(d) print*,x2=,f,-i,g x1=(-b+e)/(2.0*a) endif x2=(-b-e)/(2.0*a) end print*,x1=,x1 print*,x2=,x2 elseaacbbx2422, 1块 if 选择结构举例求下列函数值。 0 (x-10) 2x+20 (-10 x0) y= 20 (0 x20) 30-0

11、.5x (20 x40) 50-x (40 x50) 0 (x50)块 if 选择结构 输入输入x xtrue true x x-10-10 false falsetrue true x x0 0 false falsetrue true x x2020 false falsetrue true x x4040 false falsetruetrue x x5050 falsefalse y=50-x y=0 y=50-x y=0打印打印y yy y0 0y=20y=20y=30-0.5xy=30-0.5xy=2x+20y=2x+20块 if 选择结构举例程序 read*,x print*,y

12、=,y if (x.lt.-10.0) then end y=0.0 else if (x.lt.0.0) then y=2.0*x+20.0 else if (x.lt.20.0) then y=20.0 else if (x.lt.40.0) then y=30.0-0.5*x else if (x.lt.50.0) then y=50.0-x else y=0.0 endif块 if 选择结构程序举例read*,x if (x.lt.50.0) then if (x.lt.-10.0) then y=50.0-x y=0.0 else else y=0.0 if (x.lt.0.0) t

13、hen endif y=2.0*x+20.0 endif else endif if (x.lt.20.0) then endif y=20.0 endif else print*,y=,y if (x.lt.40.0) then end y=30.0-0.5*x else逻辑 if 语句 逻辑if语句也是一种选择结构，但与块if 不同，主要表现在： 只用一行表示一个选择结构； 仅当条件成立时执行，并且只执行一条语句。 逻辑if语句的一般形式： If条件语句 例：if (n.le.100) n=n+1逻辑 if 语句例： 2X3 (X2) Y X5 (X2)编程如下： read(*,*) x

14、read(*,*)x if (x.le.2) then if(x.le.2) y=2*x+3 y=2*x+3 if(x.gt.2) y=x+5 else write(*,*)y=,y y=x+5 end endif write(*,*)y=,y end多重判断：块CASE选择结构SELECT CASE (变量) CASE (数值1) 语句块1 CASE (数值2) 语句块2 CASE (数值n) 语句块n CASE DEFAULT 类似于 ELSE 语句块n+1END SELECT块CASE选择结构的一般格式Fortran 90 引入SELECT CASE 语句 Case default 程序

15、模块没有规定一定要出现。 Case 语句里的冒号前后可以放入两个数值，表示在这两个数字范围内的所有数值。 Case 语句可以用逗号放入多个变量 每个Case 所用的数值都必须是固定的常量，不能使用变量 只能使用整数，字符和逻辑型变量不能使用浮点数和复数。块CASE选择结构 问题：已知年月，判断该月所对应的天数。输入年和月月=1,3,5,7,8,10,12DAY=31月=4,6,9,11DAY=30月=2DAY=29DAY=28输出DAYTFFFTT闰年F FTInteger y, m, dRead*, y, mIf (m=1.or.m=3.or.m=5.or.m=7.or.m=8.or.m=1

16、0.or.m=12) then d=31Else if (m=4.or.m=6.or.m=9.or.m=11) then d=30Else if (mod(y,4)=0.and. mod(y,100)/=0).or.mod(y,400)=0) then d=29 else d=28 end ifend if print*, y, 年, m, 月所对应的天数为：, d, 天end块块if结构求结构求解问题解问题integer y, Month, Dayprint*, 请输入y和Monthread*, y, Monthselect case (Month) case (1,3,5,7,8,10,1

17、2) Day=31 case(4,6,9,11) Day=30 case(2) if (mod(y,4)=0.and.mod(y,100)/=0).or.mod(y,400)=0) then Day=29 else Day=28 End ifEnd select print*, y, 年, Month, 月所对应的天数, Day, 天end块块Case选选择结构求择结构求解问题解问题GOTO 语句其他语句 Pause 语句的功能就是，当程序执行到pause时，会暂停，直到用户按下Enter键后才会继续执行。可以用来调试，输出间断（需要分页），或者数据显示（确定是否运行） Continue 功能为继续向下执行语句。 Stop 功能为结束程序运行。作业题目3.1 题目3.2 作业题目3.3 请采用Fortran90 自由格式编写程序，求解实系数方程ax2+bx+c=0的实数解。要求：系数a,b,c 为程序执行时键盘输入，a,b,c为任意实数；所有的解均输出到屏幕。题目3.4 请采用IF GOTO 语句编写Fortran90 自由格式程序，求1+2+3+100=？