Fortran数组 - Fortran教程

数组可以存储相同类型的元件的固定大小的连续集合。数组是用来存储数据的集合，但它往往是更加有用认为数组为相同类型的变量的集合。

所有数组由连续的存储单元。最低的地址对应于所述第一元件和所述最高地址的最后一个元素。

| --- | --- | --- | --- | --- | | Numbers(1) | Numbers(2) | Numbers(3) | Numbers(4) | … |

数组可以是一维的(如向量)，二维(如矩阵)，Fortran允许最多创建7维数组。

声明数组

数组的尺寸属性声明。

例如，声明含有5个元素的实数的一个一维阵列命名号编写，

real, dimension(5) :: numbers

数组的各个元素通过指定其下标引用。数组的第一元件具有一个的下标。数组数字包含五个实变量- numbers(1), numbers(2), numbers(3), numbers(4), 和numbers(5)。

要创建一个5×5的二维矩阵命名的整数数组：

integer, dimension (5,5) :: matrix

也可以声明某些明确的下限，例如数组：

real, dimension(2:6) :: numbers
integer, dimension (-3:2,0:4) :: matrix

赋值

可以将值分配给各个成员一样，

numbers(1) = 2.0

或者，可以使用一个循环，

do i=1,5
   numbers(i) = i * 2.0
end do

一维数组元素可直接分配其值使用短手形符号，被称为数组构造，如，

numbers = (/1.5, 3.2,4.5,0.9,7.2 /)

请注意，不存在括号“(”和背斜杠“/”之间所允许有空格

例子

下面的例子演示了上面讨论的概念。

program arrayProg

   real :: numbers(5) !one dimensional integer array
   integer :: matrix(3,3), i , j !two dimensional real array

   !assigning some values to the array numbers
   do i=1,5
      numbers(i) = i * 2.0
   end do

   !display the values
   do i = 1, 5
      Print *, numbers(i)
   end do

   !assigning some values to the array matrix
   do i=1,3
      do j = 1, 3
         matrix(i, j) = i+j
      end do
   end do

   !display the values
   do i=1,3
      do j = 1, 3
         Print *, matrix(i,j)
      end do
   end do

   !short hand assignment
   numbers = (/1.5, 3.2,4.5,0.9,7.2 /)

   !display the values
   do i = 1, 5
      Print *, numbers(i)
   end do

end program arrayProg

当上述代码被编译和执行时，它产生了以下结果：

 2.00000000    
 4.00000000    
 6.00000000    
 8.00000000    
 10.0000000    
         2
         3
         4
         3
         4
         5
         4
         5
         6
 1.50000000    
 3.20000005    
 4.50000000    
0.899999976    
 7.19999981

数组相关某些术语

下表给出了一些阵列相关的术语：

术语 意思
Rank 它的尺寸数组具有的数目。例如，对于数组命名矩阵，秩为2，并且对数组命名号，秩为1。
Extent 它是沿一维中的元素的数量。例如，阵列数字具有范围5和命名矩阵阵列具有在两个维度范围3。
Shape 数组的形状是一维整数数组，包含在每一维的元素（程度）的数量。例如，对于数组基质，形状为（3,3）和数组数字它是（5）。
Size 它是元素的数组中包含的数量。对于数组矩阵，它是9，而对于数字阵列，其为5。

数组传递给过程

可以传递一个数组到过程作为参数。下面的例子演示了这一概念：

program arrayToProcedure      
implicit none      

   integer, dimension (5) :: myArray  
   integer :: i

   call fillArray (myArray)      
   call printArray(myArray)

end program arrayToProcedure

subroutine fillArray (a)      
implicit none      

   integer, dimension (5), intent (out) :: a

   ! local variables     
   integer :: i     
   do i = 1, 5         
      a(i) = i      
   end do  

end subroutine fillArray 

subroutine printArray(a)

   integer, dimension (5) :: a  
   integer::i

   do i = 1, 5
      Print *, a(i)
   end do

end subroutine printArray

让我们编译和运行上面的程序，这将产生以下结果：

1
2
3
4
5

在上面的例子中，此子程序 fillArray 和 printArray 只能被称为带维度 5 的数组，当子程序可用于任何尺寸的阵列，则可以使用下面的技术来重写：

program arrayToProcedure      
implicit  none    

   integer, dimension (10) :: myArray  
   integer :: i

   interface 
      subroutine fillArray (a)
         integer, dimension(:), intent (out) :: a 
         integer :: i         
      end subroutine fillArray      

      subroutine printArray (a)
         integer, dimension(:) :: a 
         integer :: i         
      end subroutine printArray   
   end interface 

   call fillArray (myArray)      
   call printArray(myArray)

end program arrayToProcedure

subroutine fillArray (a)      
implicit none      
   integer,dimension (:), intent (out) :: a      

   ! local variables     
   integer :: i, arraySize  
   arraySize = size(a)

   do i = 1, arraySize         
      a(i) = i      
   end do  

end subroutine fillArray 

subroutine printArray(a)
implicit none

   integer,dimension (:) :: a  
   integer::i, arraySize
   arraySize = size(a)

   do i = 1, arraySize
     Print *, a(i)
   end do

end subroutine printArray

请注意，该程序正在使用size函数，以获得阵列的大小。

让我们编译和运行上面的程序，这将产生以下结果：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

数组部分

到目前为止，我们已经提到了整个数组，Fortran语言提供了一种简单的方法来引用几个元素，或者一个数组的一部分，使用单条语句。

访问一个数组片段，需要提供的下限和上限的部分，以及一个跨度（增量），对于所有的尺寸。这种表示法被称为下标三元组：

array ([lower]:[upper][:stride], ...)

当没有下限和上限提及，它默认为声明的范围，并且跨度值默认为1。

下面的例子演示了这一概念：

program arraySubsection

   real, dimension(10) :: a, b
   integer:: i, asize, bsize

   a(1:7) = 5.0 ! a(1) to a(7) assigned 5.0
   a(8:) = 0.0  ! rest are 0.0 
   b(2:10:2) = 3.9
   b(1:9:2) = 2.5

   !display
   asize = size(a)
   bsize = size(b)

   do i = 1, asize
      Print *, a(i)
   end do

   do i = 1, bsize
      Print *, b(i)
   end do

end program arraySubsection

让我们编译和运行上面的程序，这将产生以下结果：

5.00000000    
5.00000000    
5.00000000    
5.00000000    
5.00000000    
5.00000000    
5.00000000    
0.00000000E+00
0.00000000E+00
0.00000000E+00
2.50000000    
3.90000010    
2.50000000    
3.90000010    
2.50000000    
3.90000010    
2.50000000    
3.90000010    
2.50000000    
3.90000010

数组内部函数

FORTRAN 90/95提供了一些固有的程序。它们可分为7类。