Fortran 实用编程 系列视频教程 Fortran Coder 研讨团队 http://www.fcode.cn.

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1 Fortran 实用编程 系列视频教程 Fortran Coder 研讨团队

2 关于 Fortran Coder Fortran Coder 始于2006年，是一个以科学计算编程为主题的非盈利性研讨团体。大多数由各行业高等学府学生，研究人员及生产一线的工作人员组成。 研讨内容涉及：Fortran77/90/95/2003/2008语法规范，各平台32位及64位编译器，IMSL，MKL，Lapack 等数学函数库，MPI，OpenMP，Coarray 并行及高性能计算，winteracter / DisLin / Matfor / GTKFortran 等绘图及界面库。

3 关于本套视频 本套视频以解决实际问题为主要目的，旨在为您解答课本上较少涉及到的实际问题。通过本套视频，您会更容易了解：
如何查找错误？如何解决错误？ 如何学习 Fortran2003 和 Fortran2008 语法？ 如何用最通俗易懂的写法解决实际问题？ 如何看懂别人的优秀代码并为自己所用？如何让自己的代码更优美、更普适？ 本套视频由 Fortran Coder 研讨团队录制，供所有 Fortran 程序员和学习者免费自由的观看，您可随意的传播它。但请保证视频完整性。 我们将会不定期的更新本套视频，请持续关注我们的网站、QQ群！ 同时，如果您对 Fortran 相关有自己的见解，并愿意通过录制视频的方式与其他人分享，请联系我们！

4 上节要点回顾 文件只有两种：文本文件和二进制文件，这是文件的本质 fortran读取文件有三种方式：顺序、直接、流文件读取 因此，组合以后以后，一共 2*3=6 种 读写文件用到 Open/Read/Write/Close 四个语句 Read读取时尽量采样表控格式(*) 顺序读取需从前往后依次读取，直接读取可以跳转，但要求每记录（行）的长度一致。

5 语法之文件读写(下) 第十一讲 讲解人：雪球 gao@fcode.cn http://www.fcode.cn 讨论QQ群：2338021
基础篇 第十一讲 语法之文件读写(下) 讲解人：雪球 讨论QQ群：

6 目 录 1 顺序读写无格式文件 2 直接读写无格式文件 3 流文件读写无格式文件 4 其他问题

7 顺序读写无格式文件 无格式文件（二进制文件），用于机器阅读，人类读懂较困难。
但是，它的格式与内存一样。因此是简单的复制到文件里，速度非常快！ 非常适合： 大量的数据、中间数据、不希望普通用户看懂和随意更改的数据。 （SEGY、netcdf、bmp 、surfer grid 等都是二进制文件） 在了解二进制文件前，强烈建议安装一款“十六进制编辑器”软件。 用它，可在一定程度上“读懂”二进制文件（前提是你了解这个文件的格式） 本期资料里，附送一款 MiniHex 的绿色软件，可以打开任何二进制文件。

8 顺序读写无格式文件 顺序写入无格式文件，以记录为基本单元，读写过程分若干笔记录：
每次一笔记录，在记录前后各多出4个字节，用来记录本次写入的长度。 顺序读取时，通过这4个字节知悉当前记录的长度。

9 顺序读写无格式文件 我们再读取此文件时，程序会首先读入前 4 个字节，获得本笔记录的长度。
随后读入后 4 个字节，以验证是否与前 4 个字节相同（如不同则报错） 最后，把中间的字节按顺序，读取到变量列表里。

10 顺序读写无格式文件 因为有这个特殊的前后4字节，所以， 用 Fortran 顺序写入的文件，尽量还是用 Fortran 顺序读取。
用其他方式也可以读取顺序写入的文件，但会比较罗嗦和繁杂。 即： 只用 fortran，可以用顺序读写。 与其他软件、语言交互，通常不使用顺序读写。

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12 直接读写无格式文件 直接读写无格式文件，也以记录为基本单元，读写过程分若干笔记录： 但每一笔记录的长度，是固定的，在 Open 时指定。
在某些编译器上RecL 的含义是多少个 4 字节，而不是多少字节

13 直接读写无格式文件 直接读写无可以随便跳转到任何整记录读写，也可以一边读一边写。 读取时，不一定按照写入时候的顺序。

14 直接读写无格式文件 直接读写无可以随便跳转，自定义顺序，因此读写比较灵活。 但要求每个记录的长度一样，且Open以后就无法改变。
对于数据结构比较混乱（有2字节，有4字节，有8字节）的文件，读取不方便。 很多时候不得不多次Open、Close。用不同的RecL来读写不同长度的数据部分。 在以前，我们有一些技巧，来实现一次读取。 例如 Equivalence 语句，让不同长度的数据共享内存 就可以读写一个，而得到另一个。 然而，现在有了流文件方式，就不再推荐这种奇淫巧计了。 或者使用 MvBits 等函数对内存中的个别位进行移动

15 直接读写无格式文件 下面我们看一个直接读写 Goldensoft Surfer *.grd 文件的例子：
资料中有 fcode_test.grd，它是一个 6*10 的网格化文件 内容 类型 数值 长度 标记 character(len=4) DSBB 4 M、N integer(kind=2) 6 、 10 2*2 MinX 、MaxX real(kind=8) -2.0d0、3.0d0 8*2 MinY 、MaxY -4.0d0、5.0d0 MinZ 、MaxZ 0.0d0、5.83d0 Grid( M , N ) real(kind=4),dimension(m,n) 数组 4*6*10 共296字节

16 直接读写无格式文件 直接读写，理论上可读写任何文件。但对于长度不一的数据，会比较繁琐。
因此，它更适合读写那些：大量的，长度相同的， 或纯粹的数组。 在Fortran2003以前，它是读取二进制文件的唯一选择。 我们曾经用它开发过读写 SEGY 的代码，其逻辑复杂性不言而喻。 在 Visual Fortran 系列编译器上，还扩展有 binary 方式的读写。 其类似顺序读写，但没有前后4字节的表征。因此也比较灵活。但它是扩展语法，不规范

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18 流文件读写无格式文件 流文件，是 Fortran2003 的新语法！它完胜前 2+1 种读取方式！
它允许自由控制读写位置，自动判断本次读写的长度！强烈推荐！

19 流文件读写无格式文件 流文件，打开时，不指定 recl，打开后，读取位置自动在文件开始处。
执行 read 语句时，不指定 rec，读取长度 L 根据后面的变量表自动计算。 读取后，读取位置自动向后移动 L 个字节。一切都是自动完成的。

20 流文件读写无格式文件 除了可以自动判断位置和长度之外，流文件也允许随意跳转。
如上，我们只想读取 m，n 可直接跳转到第 5 字节读取，而不读取 DSBB 也可以查询当前读取的位置： 查询以后，可以跳过一定的字节（如32）继续读取：

21 流文件读写无格式文件 我们可以用一个派生类型 type 来定义头部信息，之后一次读取整个头部。
尤其对于类似 SEGY 这种有多个头部（道头）的文件来说，非常方便。

22 流文件读写无格式文件 流文件读写非常方便，它甚至可以方便的读取“顺序写入的二进制文件”。

23 流文件读写无格式文件 小结： 二进制文件的读写，一定是建立在知晓文件格式的前提下。（猜测？）
准备并学习一款十六进制编辑器，对二进制文件的读写非常有用。 流文件方式是万能的，能方便的读写任何二进制文件。 但对于某些非常规则的纯粹的数组，直接读取方式效率最高。 一些老代码生成的顺序写入的文件，还是可以用顺序方式读写。 对于 Visual Fortran 扩展的 binary 方式，能读懂就可以，最好自己不要用。

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25 Open( FID , File = "文件名" , convert="BIG_ENDIAN" )
其他问题 关于字节序： 对于超过1个字节的数据类型，如 integer , real 占有 4 个字节。 那么就存在 4 个字节的存储顺序的问题。这就是字节序 Open( FID , File = "文件名" , convert="BIG_ENDIAN" ) Little-endian Big-endian

26 流文件读写无格式文件 关于文件路径的问题： Fortran 标准语法中，并没有规定任何文件夹（目录/路径）的问题。
Open 语句的 File 子句，是传递给操作系统（系统调用），因此，一般可以使用带（绝对或相对）路径的文件名 Open( 12 , File = "subfolder\filename.ext" ) ! windows Open( 12 , File = "D:\dir\subdir\filename.ext" ) ! windows Open( 12 , File = "/etc/passwd" ) ! linux Open( 12 , File = "../../otherdir/filename.ext" )! linux

27 流文件读写无格式文件 关于文件路径的问题： 如果不带任何路径，则被认为是当前路径（working directory）
如果带相对路径，则以当前路径为基准。 通过命令行执行时，当前路径一般在提示符上（或 pwd 命令查看） 直接双击运行，当前路径在 exe 所在的文件夹 通过 IDE 方式运行，当前路径一般在工程所在文件夹。 一些 IDE 还允许设置当前路径（只对IDE方式运行有效）。

28 流文件读写无格式文件 关于文件路径的问题： 程序中可以通过一些方式，动态的更改当前路径 不同的编译器都有类似的扩展
IVF : ChangeDirQQ ; gfortran : ChDir ; 有的编译器还允许获得当前路径 IVF / gfortran : GetCWD 我们来看一个演示

29 感谢收看！ Fortran Coder Group http://www.fcode.cn 下一讲：语法内的标准函数 敬请关注 & 期待
还有疑问？请联系我们 Fortran Coder Group