Chapter 3 輸出入及宣告.

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1 Chapter 3 輸出入及宣告

2 1 write, print輸出敘述 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program main
write(*,*) "hello, world!" stop end program main < Ex. 執行結果> hello, world! 印出的字串要用" "框起來

3 1 write, print輸出敘述 程式說明 write (*,*) "hello, world!"
填入數字或*：輸出的位置 6或*表示輸出的位置使用內定值(也就是螢幕) 填入數字或*：輸出的格式 *表示不特別設定輸出的格式

4 1 write, print輸出敘述 完整寫法 print寫法(只印在螢幕上)
write (unit = *, FMT = *) "hello, world" print寫法(只印在螢幕上) print *, "hello, world" 填入數字或*：輸出的格式 *表示不特別設定輸出的格式

5 2 宣告(Declaration) 在程式當中，程式設計師要問電腦的作業系統，要求電腦的記憶體中，預留一個存放程式進行所需要資料的空間
< Ex. 完整程式> program ex0301 implicit none integer :: A real :: B character(len=1) :: C logical :: D A = 1 B = 1.0 C = 'c' D = .TRUE. write(*,*) "A=",A,"B=",B,"C=",C,"D=",D stop end program ex0301 < Ex. 執行結果> A= 1 B= 1.0 C=cD= T 在程式當中，程式設計師要問電腦的作業系統，要求電腦的記憶體中，預留一個存放程式進行所需要資料的空間

6 2 宣告(Declaration) 不同資料型態的宣告 integer integer :: A 宣告一個叫做A的整數變數
< Ex. 完整程式> program ex0302 implicit none integer :: A A = 2+2*4-3 write(*,*) "2+2*4-3=",A stop end program ex0302 < Ex. 執行結果> 2+2*4-3= 7 以2+2*4-3計算結果來設定變數A的數值 印出變數A的值

7 2 宣告(Declaration) integer :: A,B,C 宣告A,B,C皆為整數變數
integer (kind=2) :: A使用兩個位元組來記錄一個整數 integer (kind=4) :: A使用四個位元組來記錄一個整數 <Note> 省略(kind)敘述時，會以(kind = 4)為integer型態的內定值 整數變數小數點的部份無條件忽略 < Ex. 程式片段> integer :: A A=3/2 write(*,*)A A=1/2 < Ex. 執行結果> 1

8 2 宣告(Declaration) real real :: a 宣告一個叫做a的單精確度浮點數變數
real (kind=4) :: a 宣告一個叫做a的單精確度浮點數變數 real (kind=8) :: a 宣告一個叫做a的雙精確度浮點數變數 <Note> 省略(kind)敘述時，會以(kind = 4)為real型態的內定值 電腦在儲存浮點數時，都會先把它轉成以指數來表示的科學符號型式，其中可儲存6位小數。 <Ex.> 12345 → →

9 2 宣告(Declaration) < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program ex0303
implicit none real :: a, b a = b = write (*,*) a,"+",b,"=",a + b stop end program ex0303 < Ex. 執行結果> E-4 = < Ex. 完整程式>

10 2 宣告(Declaration) complex complex :: a宣告一個叫做a的單精確度複數變數
complex (kind=4) :: a 宣告一個叫做a的單精確度複數變數 complex (kind=8) :: a 宣告一個叫做a的雙精確度複數變數 <Note> 設定複數變數的數值 a = (x,y) 其中x為實部，y為虛部。 省略(kind)敘述時，會以 (kind = 4)為complex型態 的內定值。 複數變數在儲存時，其實 是以兩個浮點數的資料型 態儲存，因此以(kind = 4) 的複數變數必須需要4*2=8 byte來儲存。 < Ex. 程式片段> complex :: a a=(3.2,2.5) write(*,*) a < Ex. 執行結果> (3.2,2.5)

11 2 宣告(Declaration) character character (len = 1) :: a
character (1) :: a character*1 :: a character (len = 80) :: a character (80) :: a character*80 :: a 宣告一個叫做a的字元變數 宣告一個叫做a的字元變數 字串長度為80個字元 <Note> 設定字元變數的數值 a = " xxx " 或 a = ' xxx ' < Ex. 程式片段> character (20) :: a a= "hello, world" write(*,*) a < Ex. 執行結果> hello, world

12 2 宣告(Declaration) logical logical :: a宣告一個叫做a的邏輯變數 <Note>
設定邏輯變數的數值只有 a = .TRUE.（真值）或 a = .FALSE.（假值） < Ex. 程式片段> logical :: a,b a = .TRUE. b = .FALSE. write(*,*) a,b < Ex. 執行結果> T F

13 2 宣告(Declaration) 使用變數名稱之原則 變數的名稱以英文字母為原則，可以內含下底線(_)及數字，但不能以數字來起頭。
變數名字的長度，只有前31個字元有效。 變數的名稱不能和Fortran的執行指令同名。 程式中辨認變數時，不會區分它的大小寫。 變數名稱最好具有意義，可提高程式可讀性。

14 3 read 輸入敘述 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program ex0304
integer :: A real :: B write (*,*) "Please input a (integer) number:" read (*,*) A write (*,*) "Please input a (real) number:" read (*,*) B write (*,*) A, B stop end program ex0304 < Ex. 執行結果> Please input a (integer) number: 120 <輸入 [ENTER] > Please input a (real) number: 0.25 <輸入 [ENTER] >

15 3 read 輸入敘述 程式說明 read (*,*) A 填入數字或*：輸入的格式 *表示不特別設定輸入的格式
填入數字或*：輸入的位置 5或*表示輸入的位置使用內定值(也就是鍵盤) 填入數字或*：輸入的格式 *表示不特別設定輸入的格式

16 3 read 輸入敘述 完整寫法 多變數輸入 read (unit = *, FMT = *) A 在變數間以空格( )或逗號(,)隔開
program ex0305 integer :: A,B,C read (*,*) A,B,C write (*,*) A,B,C stop end program ex0305 < Ex. 執行結果> <輸入 1 [SPACE] 2 3 [SPACE] [ENTER] > 或 1,23,456 <輸入 1 , 2 3 , [ENTER] > < Ex. 完整程式>

17 4 格式化輸出入 (Format) < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program main
write(*,100) "hello" 100 format(A10) stop end program main < Ex. 執行結果> □□□□□hello < □表空格> 可合併寫成write(*,’(A10)’)”hello”

18 4 格式化輸出入 (Format) 重要格式控制敘述 Ap 以p個字元寬來輸出字串。
Dp.q 以p個字元的寬度來輸出指數型態的浮點數，小數部分佔q個字元寬 。(p≧q+7) < Ex. 程式片段> write(*,'(A10)')"hello" < Ex. 執行結果> □□□□□hello 10 < Ex. 程式片段> write(*,'(D15.7)')123.45 < Ex. 執行結果> □□ D+03 15 7

19 4 格式化輸出入 (Format) 重要格式控制敘述
Ep.q 以p個字元的寬度來輸出指數型態的浮點數，小數部分佔q個字元寬。 (p≧q+7) Fp.q 以p個字元的寬度來輸出浮點數，小數部分佔q個字元寬。 < Ex. 程式片段> write(*,'(E15.7)')123.45 < Ex. 執行結果> □□ E+03 15 7 < Ex. 程式片段> write(*,'(F8.4)')123.45 < Ex. 執行結果> 8 4

20 4 格式化輸出入 (Format) 重要格式控制敘述 Ip 以p個字元的寬度來輸出整數。 Lp 以p個字元的寬度來輸出T或F的真假值。 5
pX 把輸出的位置向下跳過p個位置，配合其他格式使用。 < Ex. 程式片段> write(*,'(I5)')100 < Ex. 執行結果> □□100 5 < Ex. 程式片段> write(*,'(L5)') .TRUE. < Ex. 執行結果> □□□□T 5 < Ex. 程式片段> write(*,'(5X,I3)') 100 < Ex. 執行結果> □□□□□100 5

21 4 格式化輸出入 (Format) 格式化輸出入其他注意事項 欄位不足，會輸出*。 格式化輸出入可混合使用，也可以插入字串。
簡略寫法 write(*,'( 3(2X, F5.2) )') A, B, C ≡ write(*,'( 2X, F5.2, 2X, F5.2, 2X, F5.2 )') A, B, C 合併寫法 < Ex. 程式片段> write(*,'(I3)')10000 < Ex. 執行結果> *** < Ex. 程式片段> write(*,'(1X,"Ans=",I3)')10 < Ex. 執行結果> □Ans= □10 ≡ write(*, '(1X, "You are ", I4, "years old. " )') AGE write(*,100) AGE 100 format( 1X,"You are ", I4,"years old. " )

22 5 宣告的其它補述 implicit內定型態 implict implict integer (A-F, I, K)
第一個字母為I,J,K,L,M,N的變數內定成整數型態，其它的變數則 被當成浮點數來使用。 implict integer (A-F, I, K) 把A到F開頭及I, K開頭的變數都當成整數。 把F到K開頭的變數都當成浮點數。 把“內定型態“的功能關閉。

23 5 宣告的其它補述 parameter常數宣告 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果>
program ex0307 implicit none real, parameter :: pi = write(*,'(1X,A10,F5.2)') 'sin(pi/6)=', sin(pi/6.0) stop end program ex0307 < Ex. 執行結果> sin(pi/6)= 0.50 < Ex. 完整程式>

24 5 宣告的其它補述 parameter常數宣告 real, parameter :: pi = 3.14159
常數必須給予初始值 否則沒有功用

25 5 宣告的其它補述 設定變數的初值 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program ex0308
implicit none integer :: a = 1 real :: b = 1.0 complex :: c = (1.0, 1.0) character(len=1) :: d = 'A' logical :: e = .TRUE. write (*,'(I3,TR1,F4.2,TR1,(F4.2,TR1,F4.2),A2,L3)') a,b,c,d,e stop end program ex0308 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> A T

26 5 宣告的其它補述 宣告在程式中的結構 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program ex0309
implicit none integer :: A = 2, B = 1 real :: C C = B / A write(*,*) C stop end program ex0309 < Ex. 完整程式> 0.0E+0 < Ex. 執行結果> 程式開始→ 主程式碼　 程式結束→ 主程式碼結束→ ←implicit要放在宣告的最前端 開始變數宣告 主程式敘述區 必須先將整數型態轉換成浮點數型態，才能算出0.5的值 C=real(B)/real(A)

27 5 宣告的其它補述 自訂資料型態 < Ex. 完整程式> <接右>
program ex0310 implicit none type :: person character(len=30) :: name integer :: age integer :: length integer :: weight character(len=80) ::address end type person type(person) :: a < Ex. 完整程式> write(*,*) 'Input his(her) name:' read(*,*) a% name write(*,*) 'Input his(her) age:' read(*,*) a% age write(*,*) 'Input his(her) body length:' read(*,*) a% length write(*,*) 'His(her) name is ', a% name write(*,*) 'His(her) age is ', a% age stop end program ex0310 <接右>

28 5 宣告的其它補述 自訂資料型態 type :: person character(len=30) :: name …
end type person type(person) :: a read(*,*) a% name 開始宣告一個叫做 "person"的資料型態 自訂資料型態結束 < Ex. 執行結果> Input his(her) name: Tom <輸入 T o m [ENTER] > Input his(her) age: 15 <輸入 1 5 [ENTER] > Input his(her) body length: 170 <輸入 [ENTER] > His(her) name is Tom His(her) age is 15 使用自訂資料型態宣告變數 使用自訂資料型態的變數

29 5 宣告的其它補述 自訂資料型態初始化 a = person("Tom", 15, 170, 60, "Taipei")
type a%nam a%lenth a%address a%age a%weight

30 5 宣告的其它補述 module模組 < Ex. 執行結果> < Ex. 完整程式> <接右>
產生 constants.mod vars.mod 兩個模組檔 PI = G = PI = < Ex. 執行結果> module模組 module constants implicit none real, parameter :: pi= real, parameter :: g = 9.81 end module constants module vars real :: pi_2 end module vars < Ex. 完整程式> program ex0312 use constants use vars write(*,*) 'PI = ', pi write(*,*) 'G = ', g pi_2 = 2.0* pi write(*,*) '2 PI = ', pi_2 stop end program ex0312 <接右>

31 5 宣告的其它補述 module模組 module constants implicit none …
end module constants program ex0311 use constants 自訂一個叫做“constants”的module區塊 在程式一開始宣告要使用那個模組，之後在程式中就可以使用模組的內容。

32 5 宣告的其它補述 module模組 < Ex. 完整程式> <接下頁> module typedef
implicit none type :: person character(len=30) :: name integer :: age real :: length real :: weight end type person end module typedef < Ex. 完整程式> <接下頁> 自訂一個module區塊 在module內宣告一個叫做“person”的自訂資料型態

33 5 宣告的其它補述 module模組 < Ex. 執行結果> < Ex. 完整程式>
產生typedef.mod的模組檔 Input his name: Tom <輸入 T o m [ENTER] > Input hes age: 15 <輸入 1 5 [ENTER] > Name :Tom Age : 15 program ex0311 use typedef type(person) :: a write(*,*) 'Input his name:' read(*,'(A30)') a%name write(*,*) 'Input hes age:' read(*,*) a%age write(*,'(1X, A12, A20)') 'Name :', a%name write(*,'(1X, A12, I6)') 'Age :', a%age stop end program ex0311 < Ex. 完整程式> 使用模組後就可以使用模組內的自訂資料型態來宣告

34 5 宣告的其它補述 kind 的使用 在PC上資料型態宣告變數可儲存值的範圍 integer(kind=1) -127~127
real(kind=4) ~ real(kind=8) ~

35 5 宣告的其它補述 kind 的使用 selected_int_kind(p) selected_real_kind(p,q)
傳回記錄p位整數時，所應宣告的kind值。 selected_real_kind(p,q) 傳回記錄p位有效位數，指數達到q的浮點數所需的kind值。 增加程式碼"跨平台"能力

36 5 宣告的其它補述 kind 的使用 < Ex. 完整程式> <接下頁> module kind_var
implicit none integer, parameter :: long_int=selected_int_kind(9) integer, parameter :: short_int=selected_int_kind(3) integer, parameter :: long_real=selected_real_kind(10,50) integer, parameter :: short_real=selected_real_kind(3,3) end module kind_var < Ex. 完整程式> <接下頁>

37 5 宣告的其它補述 kind 的使用 < Ex. 完整程式> < Ex. 執行結果> program ex0313
use kind_var implicit none integer(kind=long_int) :: a= integer(kind=short_int) :: b=12 real(kind=long_real) :: c= D45 real(kind=short_real) :: d=1230 write(*,'(I10)') a write(*,'(I10)') b write(*,'(E15.5)') c write(*,'(E15.5)') d stop end program ex0313 < Ex. 完整程式> kind 的使用 kind=4 kind=2 kind=8 < Ex. 執行結果> 產生kind_var.mod的模組檔 E E+04 kind=4