语言, Fortran专题

Fortran常用语句

Fortran环境配置:Visual Studio和Fortran的下载以及设置MKL环境

Fortran学习网址:https://fortran-lang.org/。MKL-Fortran的官方文档:https://www.intel.com/content/www/us/en/develop/documentation/onemkl-developer-reference-fortran/top.html,PDF文件的链接在右上角。

这里记录自己常用的Fortran语句:

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! The newest version of this code is on the web page: https://www.guanjihuan.com/archives/762


module global ! module是用来封装程序模块的,把相关功能的变量和函数封装在一起。一般来说,可以不设置全局变量,把这些变量写在module里,在需要用的地方用use调用即可。
    implicit none
    double precision sqrt3,Pi 
    parameter(sqrt3=1.7320508075688773d0,Pi=3.14159265358979324d0)  ! parameter代表不能改的常数
   end module global 
      
    
program main  !主函数用program开始,用end program结束。在Fortran里不区分大小写。用感叹号!来做注释
use global
use f95_precision  !这个还不知道什么时候用上,这里注释掉也可正常运行。
use blas95  ! 里面包含了矩阵相乘的gemm()等
use lapack95 !里面包括了矩阵求逆的GETRF,GETRI和求本征矢和本征矢的GEEV等
implicit none  ! implicit是用来设置默认类型,即根据变量名称的第一个字母来决定变量的类型。implicit none是关闭默认类型功能,所有变量要先声明


integer i,j,info,index1(2) ! 定义整型
double precision a(2,2),b(2,2),c(2,2),&  ! 比较长的语句可以用&换行。在续行的开始位置可加&号,也可不加。
    x1, x2, result_1, result_2, fun1   !定义双精度浮点数
complex*16  dd(2,2), eigenvalues(2)  !定义复数
complex*16, allocatable::  eigenvectors(:,:)  ! 定义动态分配的变量  ! 这里的两个冒号::是必须要的。其他的可加可不加。
character(len=15) hello, number  ! 定义字符串,len是规定长度,如果不写,只会给一个字符的空间
allocate(eigenvectors(2,2))  ! 分配空间


write(*,*) '----输出----'
hello='hello world'
write(*,*) hello  ! 第一个代表输出的设备,*代表屏幕。第二个是输出的格式,*代表默认。
write(number,'(f7.3)') pi  ! 用write可以把数字类型转成字符类型。'(f7.3)'是输出浮点数的格式,如果用*来代替,字符串的长度需要够长才行。整型格式用类似'(i3)'这样
write(*,*) '数字转成字符串后再输出:', number
write(*,"(a,18x)",advance="no") hello   ! advance='no'代表不换行,在有advance的时候,必须格式化输出,否则报错。'(a)'按照字符型变量的实际长度读取,这里也可以写a15或者其他。'(10x)'代表空格
write(*,*) number,'这是不换行输出测试'
write(*,"('一些固定文字也可以写在这里面', a, a,//)")  hello, number  !字符串也可以直接写在"()"里面。里面有引号,外面要用上双引号才行,不然会报错。
!'(a)'按照字符型变量的实际长度读取,也可以写a15或者其他。这里'(/)'代表再换一次行。一个斜杠换一个。


write(*,*) '----写入文件----'
open(unit=10,file='learn-fortran-test.txt')   ! 打开文件用open
write(10,*) hello, number
close(10)  ! 关闭文件用close
write(*,*) ''

write(*,*) '----矩阵乘积----'
a(1,1)=2;a(1,2)=5;a(2,1)=3;a(2,2)=2  ! 两个语句写在同一行是可以的,要用分号隔开
b(1,1)=3;b(2,2)=3
write(*,*) '矩阵直接默认输出,是按列的顺序一个个输出'
write(*,*) 'a='
write(*,*) a
write(*,*) '矩阵格式化输出'
write(*,*) 'a='
do i=1,2
    do j=1,2
        write(*,'(f10.4)',advance='no') a(i,j)  !内循环为列的指标
    enddo
    write(*,*) ''
enddo
write(*,*) 'b='
do i=1,2
    do j=1,2
        write(*,'(f10.4)',advance='no') b(i,j)  !内循环为列的指标
    enddo
    write(*,*) ''
enddo
call gemm(a,b,c)  ! 矩阵乘积用call gemm()
write(*,*) '矩阵乘积:c=a*b='
do i=1,2
    do j=1,2
        write(*,'(f10.4)',advance='no') c(i,j)  !内循环为列的指标
    enddo
    write(*,*) ''
enddo
write(*,*)  ''


write(*,*) '----矩阵求逆----'
call getrf(a,index1,info);  call getri(a,index1,info)  !getrf和getri要配合起来使用求逆。
! info是需定义为整型。If info = 0, the execution is successful.
! 上面index1是在getrf产生,在getri里输入。index1也是需要定义为整型,而且是一维数组,数组长度一般为矩阵的维度。
! 这时候a不再是原来的矩阵了,而是求逆后的矩阵。
do i=1,2
    do j=1,2
        write(*,'(f10.4)',advance='no') a(i,j)  !内循环为列的指标
    enddo
    write(*,*) ''
enddo


write(*,*) '----复数矩阵----'
dd(1,1)=(1.d0, 0.d0)
dd(1,2)=(7.d0, 0.d0)
dd(2,1)=(3.d0, 0.d0)
dd(2,2)=(2.d0, 0.d0)
do i=1,2
    do j=1,2
        write(*,"(f10.4, '+1i*',f7.4)",advance='no') dd(i,j)  !内循环为列的指标
    enddo
    write(*,*) ''
enddo
write(*,*)  ''


write(*,*) '----矩阵本征矢和本征值----'
call geev(A=dd, W=eigenvalues, VR=eigenvectors, INFO=info)  
! 这里A矩阵最好用上复数,W是本征值一维数组,VR是本征矢二维数组,都是复数。INFO是整数。
! 注意求完本征值后,dd的值会发生改变,不再是原来的了!
write(*,*) 'eigenvectors:'
do i=1,2
    do j=1,2
        write(*,"(f10.4, '+1i*',f7.4)",advance='no') eigenvectors(i,j)  !内循环为列的指标。输出结果列向量为特征向量。
    enddo
    write(*,*) ''
enddo
write(*,*) 'eigenvalues:'
do i=1,2
    write(*,"(f10.4, '+1i*',f7.4)",advance='no') eigenvalues(i)  
enddo
write(*,*)  ''
deallocate(eigenvectors)  ! 释放动态变量的空间


write(*,*) ''  ! 输出空一行
write(*,*) '----循环加判断----'
do i=1,5  ! 循环用do到enddo
    if (mod(i,2)==0) then  ! 判断用if()then 
        write(*,*) '我是偶数', i   
    else if (i==3) then
        write(*,*) '我是第3个数字,也是奇数'
    else
        write(*,*) '我是奇数', i
    endif
enddo
write(*,*) ''


call sub1(2.d0, 3.d0, result_1, result_2)   ! 这里要写成2.d0或者2.0d0表示双精度,因为子程序规定该参数为双精度。写成2或者2.0都会报错。
write(*,*) '调用子程序,求和:',result_1
write(*,*) '调用子程序,乘积:',result_2
write(*,*) '使用函数,返回减法结果:', fun1(2.d0, 3.d0)
write(*,*) ''


end program


    
subroutine sub1(x1,x2,y1,y2)  !子程序。输入输出都在括号里面,用call调用。
double precision,intent(in):: x1, x2   ! 这里的两个冒号::是必须要的。
double precision,intent(out):: y1, y2
! intent(in) 表示这个参数是输入的;intent(out) 表示参数是输出的;intent(inout)表示这个参数同时用于两个方向的数据传递;
! intent()不是必须的,但最好加上,因为可读性比较强,知道哪些是输入,哪些是输出。而且intent(in)是不能赋值更改的,会提示错误,这样可以防止一些错误。
y1=x1+x2
y2=x1*x2
end subroutine


    
function fun1(x1,x2) ! 函数。函数只能返回一个数值,不能多个。而子程序可以返回多个,所以一般用子程序subroutine
double precision x1,x2,fun1  ! 要对函数名(或返回变量)定义
fun1=x1-x2    ! 返回变量要和函数名一样
return        ! 这里的return也可以不写。写的作用是直接返回值,而不运行后面的代码。一般会跟if配合用。
end function  ! 也可以直接写end,不会报错。但最好把后面的也带上,看起来比较清晰点。

参考资料:

[1] 学习自广州大学Prof. Yan-Yang Zhang的代码实例

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13 thoughts on “Fortran常用语句”

  1. 您好,Fortran中common group/surve(4,18,4)括号的里面的是什么意思?

      1. 就是abaqus中子程序的调用;子程序中的一段程序,不理解

        SUBROUTINE UEL(RHS,AMATRX,SVARS,ENERGY,NDOFEL,NRHS,NSVARS,
        1 PROPS,NPROPS,COORDS,MCRD,NNODE,U,DU,V,A,JTYPE,TIME,DTIME,
        2 KSTEP,KINC,JELEM,PARAMS,NDLOAD,JDLTYP,ADLMAG,PREDEF,
        3 NPREDF,LFLAGS,MLVARX,DDLMAG,MDLOAD,PNEWDT,JPROPS,NJPROP,
        4 PERIOD)
        C ==================================================================
        INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
        C ==================================================================
        PARAMETER(ZERO=0.D0,ONE=1.D0,MONE=-1.D0,TWO=2.D0,THREE=3.D0,
        1 TOLER=1.0D-8,FOUR=4.D0,RP25 = 0.25D0,HALF=0.5D0,SIX=6.D0,
        2 N_ELEM=1,NSTVTO=2,NSTVTT=14,NSTV=18)
        C ==================================================================
        C Initialization for all the element types
        C ==================================================================
        DIMENSION RHS(MLVARX,1),AMATRX(NDOFEL,NDOFEL),
        1 SVARS(NSVARS),ENERGY(8),PROPS(NPROPS),COORDS(MCRD,NNODE),
        2 U(NDOFEL),DU(MLVARX,1),V(NDOFEL),A(NDOFEL),TIME(2),
        3 PARAMS(3),JDLTYP(MDLOAD,*),ADLMAG(MDLOAD,*),
        4 DDLMAG(MDLOAD,*),PREDEF(2,NPREDF,NNODE),LFLAGS(*),
        5 JPROPS(*)

        INTEGER I,J,L,K,K1,K2,K3,K4,IX,IY

        REAL*8 AINTW(4),XII(4,2),XI(2),dNdxi(NNODE,2),
        1 VJACOB(2,2),dNdx(NNODE,2),VJABOBINV(2,2),AN(4),BP(2,NDOFEL),
        2 DP(2),SDV(NSTV),BB(3,NDOFEL),CMAT(3,3),EPS(3),STRESS(3),
        3 VNI(2,NDOFEL),ULOC(2),PHASENOD(NNODE),EIGV(2),ALPHAI(2),
        4 DEIGDEPS(2,3),DEIG2DEPS(3,3,2),CLMAT(2,2),EPSC(3)

        REAL*8 DTM,THCK,HIST,CLPAR,GCPAR,EMOD,ENU,PARK,ENG

        COMMON/KUSER/USRVAR(N_ELEM,NSTV,4)

        这是其中的部分代码
        N_ELEM=1
        NSTV=18

  2. 您好,我刚开始学习,目前在准备毕设,需要用到Fortran,有什么图书可以推荐的嘛?

    1. 书网上搜下,看下目录,合适的可以买吧。当然也可以不买书,网上挺多Fortran资料的,但都以英文为主,例如这个网站就很不错:https://fortran-lang.org/。知道基础语法后就可以直接开始写了。

    1. 购买域名的话,大概需要60元/年。服务器价格差不多要几百/年。使用国内服务器需要备案才能运行。我使用的是香港的服务器,没备案。

      网站的形式可以是静态网页,也可以是动态网页。如果是静态网页,就直接写HTML代码或者使用一些模板建站,托管在Github Page就可以,不需要购买服务器,甚至也不需要购买域名。但Github page有可能会被墙,不一定稳定。如果是动态网页,推荐使用wordpress博客管理系统,是基于PHP语言的,就是傻瓜式使用,有很多模板,有后台管理系统。这个网站就是基于wordpress。

  3. 我运行的时候提示compilation Aborted (code 1)以及error #7002: Error in opening the compiled module file.

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