Fortran 第六讲

6.1.1 对整个数组的操作
不带下标的数组名引用，视为对整个数组的引用 INTEGER :: a(5) WRITE (*,*) a 会依次输出a的每个元素值
a=1 将a的每个元素赋值1
结构一致的数组可以直接算术运算 INTEGER :: a(5),b(5),c(5) a=1 b=2 c=a+b a和b对应的元素相加后放到c对应的位置 c=a-b c=a*b c=a/b
6.2.3 变换内置函数


有一个或多个数组作为参数的函数，变换内置函 数操作整个数组 输出与输入参数可能没有相同的结构
RESHAPE(SOURCE,SHAPE) 这个上次课讲过了 将SOURCE的元素按照SHAPE重新构建一个新的数 组 RESHAPE((/1,2,3,4,5,6/),(/2,3/)) 将一维数组(1,2,3,4,5,6)构造为2X3的二维数组
动态分配一个二维数组 通过status返回分配状态 如果分配成功，status为0，否则不为0
总是使用STAT=status监视分配状态，以便准确知道 程序异常终止的原因
ALLOCATED()函数 ALLOCATED(array) 如果已经用ALLOCATE()给ARRAY分配了空间 那么函数返回值是.TRUE. 否则为.FALSE. 例： IF (ALLOCATED(array)) THEN array=1 ELSE WRITE(*,*) ‘Warning : Array not allocated!’ END IF
SUM (ARRAY,MASK) 计算ARRAY中MASK为真的元素的和。MASK为 可选的，如果不提供，计算数组中所有元素的和
TRANSPOSE(MATRIX) 将MATRIX转置后返回
更多的变换函数可以参考教材的附录A的数组函数 部分
这些函数都很有用，我们在以后的例程或习题会涉 及到一部分，请诸位养成查阅这一附录的习惯
释放内存：DEALLOCATE
使用可分配数组的程序或过程的最后应该释放内存 使这些内存可以再次使用 DEALLOCATE(arr1,[arr2,arr3,…,STAT=status]) 例： DEALLOCATE(arr1,STAT=status) 始终记得在使用完成后用DEALLOCATE释放内存
example： INTEGER :: info(9) info=(/1,-3,0,-5,-9,3,0,1,7/) WHERE (info>0) info=-info ELSEWHERE info=-3*info END WHERE WRITE (*,*) info
单行WHERE语句
WHERE (mask_expr) Array AssigΒιβλιοθήκη Baidument Statement
INTEGER::a(10) 以下部分应用的含义？ a(:) a(3:7) a(3:7:2) a(3:) a(:7) a(::3)
INTEGER :: a(5,10) 以下部分数组的含义？ a(1:3:2,3:5:1) a(:,1) a(:,:) a(:5:2,9::) a(3,:)
6.2 对数组使用Fortran内置函数
每个triplet叫一个三元组，由下面形式构成 下标1:下标2:下标增量 REAL::work(10,10) FORALL (i=1:10,j=1:10,work(i,j)/=0.) work(i,j)=1./work(i,j) END FORALL
6.5 可变大小数组
截止目前所讲的都是静态内存分配数组 每个数组的大小在编译的时候设定且不可更改 有什么缺点？
用于查询对象的属性 部分常用的数组查询函数 ALLOCATED(ARRAY) LBOUND(ARRAY,DIM) SHAPE(SOURCE) SIZE(ARRAY,DIM) UBOUND(ARRAY,DIM)
这些查询函数在将数组传递给过程时，非常有用
LBOUND(ARRAY,DIM) 如果没有DIM，返回数组ARRAY的所有下界，这 个返回值是一个一维数组 如果指定了DIM，返回一个标量，表示 DIM这个 维度的下界 INTEGER::a(3:5,3:6,0:7) LBOUND(a) LBOUND(a,1) LBOUND(a,3) UBOUND类似，只是表示上界 UBOUND(a,3)
6.1.2 内置函数对数组的作用
多数内置函数都接受数组作为输入参数 返回结果为数组 内置函数对数组的作用是逐个应用到数组的元素
REAL :: a(4)=(/-1.,2.,-3.,4./) a=ABS(a)
6.1.3操作部分数组
部分数组（局部数组）： 下标用下标三元组（下标向量）来指定： 常见形式： 下标1:下标2:下标增量 以上三个部分构成一个三元组，都可以缺省 如果缺省下标1，那么默认为数组中本 维度第一 个元素的下标 如果缺省下标2，那么默认为数组中本维度最后一 个元素的下标 如果缺省下标增量，默认为 1
ALL(MASK) 如果数组MASK中的所有元素值都为真，逻辑函 数返回TRUE ANY(MASK) 如果数组MASK的任意元素值为真，逻辑函数返 回TRUE COUNT(MASK) 返回数组MASK中为真元素的个数
MAXLOC(ARRAY,MASK) 返回MASK为真对应的ARRAY中的元素的最大值 的位置，结果是带有一个元素的一维数组，这个 数组元素是ARRAY中的下标值，MASK是可选的 MAXVAL(ARRAY,MASK) 返回MASK为真对应的ARRAY中的元素的最大值 MINLOC(ARRAY,MASK) 参考MAXLOC MINVAL(ARRAY,MASK) 参考MINVAL
三大内置函数： 基本函数 查询函数 变换函数
6.2.1基本内置函数
使用标量参数的函数，也可以用数组作为参数 使用标量作为参数时，函数返回值是标量 使用数组作为参数，函数返回相同结构的数组 ABS LOG SIN LOG10 COS MOD TAN SQRT EXP
6.2.2 查询内置函数
SHAPE(SOURCE) 返回数组SOURCE的结构 INTEGER :: a(-3:7,0:8)
SHAPE(a) ?
SIZE(ARRAY,DIM) 如果给出了维度，返回该维度的宽度 否则返回数组中元素的个数
INTEGER :: a(-3:7,0:8) SIZE(a,1) SIZE(a) ? ?
WHERE(a<0) a=-a
6.4 FORALL结构
FORALL 结构也可以对部分数组元素操作 被操作的元素通过下标索引和逻辑条件进行选择 [name:]FORALL (in1=triplet1,[in2=triplet2,…,logical_expr]) statement 1 statement 2 … statement n END FORALL [name]
DOT_PRODUCT(VECTOR_A,VECTOR_B) 计算两个大小相等的向量的点积 参数是两个元素个数相等的一维数组
MATMUL(MATRIX_A,MATRIX_B) 计算两个矩阵的叉积 参数必须是两个可以叉乘的矩阵
MASK 与 mask_expr 在此后的学习中，经常会见到以上两个形式 MASK=mask_expr mask_expr是说明掩码的逻辑数组 这个数组的所有元素都是逻辑值 例： INTEGER :: a(5)=(/1,2,3,4,5/) LOGICAL :: b(5) b=a>3
Fortran程序设计
第六讲 数组(二)
回顾第五讲
数组 定义、改变下标范围的定义 三种初始化方法 和变量一样使用 数组在内存中是如何存储的
防止使用中产生数组的越界
在数组初始化中，引入隐式DO循环
隐式DO循环在IO语句中的应用
FORMAT进阶
第六讲

如何对整个数组或数组的一部分进行操作 如何对数组使用Fortran内置函数 WHERE语句的用法 FORALL结构的用法 如何定义可变大小的数组
6.3 WHERE结构
6.1中，我们学习了如何操作部分数组 INTEGER :: a(10) a(3:5)=3 将a(3),a(4),a(5)赋值为3
如果我们要对满足某个条件的所有元素进行操作 WHERE (a<0) a=ABS(a) END WHERE 将a中所有小于0的元素取绝对值
一般形式 [name:] WHERE (mask_expr1) 数组操作语句体1 ELSEWHERE (mask_expr2) [name] 数组操作语句体2 ELSEWHERE [name] 数组操作语句体3 END WHERE [name]
说明： WHERE结构中的每个mask_expr是一个逻辑数组， 它应该确保和数组执行语句中处理的数组具有同 样的结构。 WHERE结构使得语句体1中的操作或操作集用于 mask_expr1为TRUE的所有数组元素上，语句体2 中则作用于mask_expr1为FALSE而mask_expr2为 TRUE的所有数组元素上，最后，语句体3作用于 mask_expr1和mask_expr2均为FALSE的所有数组 元素上
解决方案是采用动态内存分配数组
实现方法： 分配：ALLOCATABLE和ALLOCATE() DEALLOCATE
例： INTEGER,ALLOCAT ABLE:: a(:) INTEGER :: i read (*,*) i ALLOCATE(a(i)) 分配了一个一维数组，数组大小从键盘输入
REAL,ALLOCATABLE :: a(:,:) INTEGER :: i=100,j=500,status ALLOCATE(a(i,0:j),STAT=status)