FORTRAN語言程式設計——FORTRAN95

成書過程

修訂情況

該教材由王麗娟、段志東主編，李玉龍主審。第1、2、12、14章由王紅鷹編寫，第3、5、6、7章由陳權編寫，第9、11、13章和附錄A由段志東編寫，第4、8、10章和附錄B由王麗娟編寫。

該教材在規劃和編寫過程中得到了蘭州交通大學教務處、計算機教學示範中心、電信學院、繼續教育學院、土木工程學院的領導和教師們的支持。

出版工作

2017年9月1日，該教材清華大學出版社出版。

出版社工作人員

責任編輯	封面設計	責任校對	責任印製
付弘宇	劉鍵	焦麗麗	李紅英

內容簡介

該教材介紹FORTRAN95的語法規則以及利用它進行程式設計的方法。全書共14章，主要內容有： FORTRAN95 概述及編譯環境的介紹、FORTRAN95程式設計基礎、順序結構程式設計、選擇結構程式設計、循環結構程式設計、數組、函式與子程式、檔案、派生類型與結構體、指針、模組、常用數值算法。另外，還擴充了計算思維和計算機系統組成的相關知識。

教材目錄

第1章計算思維與程式設計

1.1什麼是計算

1.1.1計算機的硬體

1.1.2計算

1.1.3計算機的軟體

1.1.4計算科學

1.2什麼是計算思維

1.2.1計算思維的基本原則

1.2.2計算思維的基本套用

1.2.3計算思維在日常生活中的體現

1.3計算機語言

1.3.1機器語言

1.3.2彙編語言

1.3.3高級語言

1.4算法

1.4.1算法的特徵

1.4.2算法評價指標

1.4.3算法的表示

1.5程式設計

1.5.1程式設計步驟

1.5.2程式設計方法

習題1

第2章FORTRAN95概述

2.1FORTRAN語言發展概況

2.2FORTRAN95語言的特點

2.3簡單的FORTRAN95程式分析

2.4FORTRAN95編譯環境與上機步驟

2.4.1Compaq Visual Fortran 6.5的安裝與啟動

2.4.2上機步驟

習題2

第3章FORTRAN95程式設計初步

3.1FORTRAN95的字元集、標識符和關鍵字

3.1.1字元集

3.1.2標識符

3.1.3關鍵字

3.2FORTRAN95程式的書寫格式

3.2.1固定格式

3.2.2自由格式

3.3FORTRAN95的數據類型

3.3.1數值型數據的表示及存儲

3.3.2非數值型數據的表示及存儲

3.4常量和變數

3.4.1常量

3.4.2變數

3.5FORTRAN95的算術運算符與算術表達式

3.5.1算術運算符

3.5.2算術表達式

3.6FORTRAN95標準函式

習題3

第4章順序結構程式設計

4.1賦值語句

4.1.1賦值語句的性質和作用

4.1.2執行算術賦值語句時的類型轉換問題

4.1.3字元賦值語句和字元運算符

4.2簡單的輸出語句

4.2.1輸出語句的作用和分類

4.2.2表控輸出語句

4.3簡單的輸入語句

4.3.1輸入語句的作用和分類

4.3.2表控輸入語句

4.4END語句、STOP語句和PAUSE語句

4.4.1END語句

4.4.2STOP語句

4.4.3PAUSE語句

4.5程式舉例

習題4

第5章選擇結構程式設計

5.1選擇結構中的條件準備

5.1.1關係運算符和關係表達式

5.1.2邏輯運算符和邏輯表達式

5.2邏輯IF語句

5.3塊IF結構

5.3.1單分支塊IF結構

5.3.2雙分支選擇塊IF結構

5.3.3多分支塊IF結構

5.4塊IF結構的嵌套

5.5塊CASE結構

5.6程式舉例

習題5

第6章循環結構程式設計

6.1用DO語句實現循環結構

6.1.1循環語句（DO語句）和循環次數的計算

6.1.2DO循環的執行過程

6.1.3DO循環的一些說明

6.1.4DO循環結構的嵌套

6.1.5隱含DO循環結構

6.2DO WHILE循環結構

6.2.1DO WHILE循環的組成

6.2.2DO WHILE循環的執行過程

6.3循環的流程控制

6.3.1EXIT語句

6.3.2CYCLE語句

6.4幾種循環形式的關係和比較

6.5程式舉例

習題6

第7章格式輸入和輸出

7.1格式輸出

7.1.1I編輯符

7.1.2F編輯符

7.1.3E編輯符

7.1.4D編輯符

7.1.5L編輯符

7.1.6A編輯符

7.1.7撇號編輯符

7.1.8X編輯符

7.1.9斜槓編輯符

7.1.10重複係數

7.1.11WRITE（PRINT）語句與FORMAT語句的相互作用

7.2格式輸入

7.2.1格式輸入的一般形式

7.2.2整數的輸入

7.2.3實數、複數和雙精度數的輸入

7.2.4邏輯型數據的輸入

7.2.5字元型數據的輸入

7.2.6對格式輸入的說明

7.3在輸入輸出語句中包含格式說明

習題7

第8章數組

8.1數組的概念

8.2數組的說明

8.2.1用DIMENSION語句定義數組

8.2.2用類型說明語句定義數組

8.2.3同時使用類型說明符和DIMENSION語句定義數組

8.3給數組賦初值

8.3.1使用數組賦值符賦初值

8.3.2用DATA語句給數組賦初值

8.4對數組的操作

8.4.1對數組元素的操作

8.4.2數組的整體操作

8.4.3數組局部引用

8.4.4WHERE命令

8.4.5FORALL命令

8.5數組的存儲規則

8.5.1一維數組的存儲規則

8.5.2二維數組的存儲規則

8.5.3三維數組的存儲規則

8.6數組的輸入和輸出

8.6.1用DO循環結構輸入輸出數組

8.6.2用數組名作為輸入輸出項

8.6.3用隱含DO循環輸入輸出數組

8.7動態數組

8.8數組套用舉例

8.8.1一維數組程式舉例

8.8.2二維數組程式舉例

習題8

第9章函式與子程式

9.1概述

9.1.1子程式產生的原因

9.1.2FORTRAN子程式

9.2語句函式

9.2.1語句函式的定義

9.2.2語句函式的調用

9.2.3語句函式套用舉例

9.3函式子程式

9.3.1函式子程式的定義

9.3.2函式子程式的調用

9.4子例行子程式

9.4.1子例行子程式的定義

9.4.2子例行子程式的調用

9.5程式單元之間的數據傳遞：虛實結合

9.5.1簡單變數作為虛參時的虛實結合

9.5.2數組作為虛參時的虛實結合

9.5.3子程式名作為虛參時的虛實結合

9.5.4星號（*）作為虛參

9.5.5子程式中變數的生存周期

9.6特殊的子程式類型

9.6.1遞歸子程式

9.6.2內部子程式

9.7數據共用存儲單元與數據塊子程式

9.7.1等價語句

9.7.2公用語句

9.7.3數據塊子程式

習題9

第10章檔案

10.1檔案的基本概念

10.1.1記錄

10.1.2檔案的概念

10.1.3檔案的特性

10.1.4檔案的定位

10.2檔案的操作語句

10.2.1檔案的打開與關閉

10.2.2檔案的輸入（read）語句和輸出（wirte）語句

10.2.3查詢檔案的狀態（inquire）語句

10.2.4rewind語句

10.2.5backspace語句

10.2.6endfile語句

10.3有格式檔案的存取

10.3.1有格式順序檔案存取

10.3.2有格式直接檔案存取

10.4無格式檔案的存取

10.4.1無格式順序檔案存取

10.4.2無格式直接檔案存取

10.5二進制檔案的存取

10.5.1二進制順序檔案存取

10.5.2二進制直接檔案存取

習題10

第11章派生數據類型與結構體

11.1概述

11.2派生類型定義

11.3結構體的定義與引用

11.3.1結構體定義

11.3.2結構體成員引用

11.4結構體初始化

11.4.1用賦值語句給結構體成員賦值

11.4.2定義的同時給結構體成員賦值

11.5結構體數組

11.5.1結構體數組定義

11.5.2結構體數組初始化

11.6程式舉例

習題11

第12章指針

12.1指針的概念

12.2指針的定義與使用

12.3指針的使用

12.3.1指向一般變數的套用

12.3.2指向動態存儲空間

12.4指針與數組

12.4.1指針指向其他數組

12.4.2指針指向動態配置的記憶體空間

12.5指針與鍊表

12.5.1結點的定義

12.5.2鍊表的基本操作

12.5.3綜合實例

習題12

第13章模組、接口與重載

13.1模組的定義

13.2USE語句

13.3接口界面塊

13.4重載

13.4.1函式和子例行程式的重載

13.4.2賦值號重載

13.4.3操作符重載

13.5套用舉例

習題13

第14章常用數值算法

14.1求解一元方程

14.1.1二分法

14.1.2弦截法

14.1.3疊代法

14.1.4牛頓疊代法

14.2數值積分

14.2.1矩形法

14.2.2梯形法

14.2.3辛普生法

14.3線性代數

14.3.1矩陣的加、減、乘法運算

14.3.2三角矩陣

14.3.3GaussJordan法求聯立方程組

14.4求解常微分方程

習題14

附錄AASCII碼字元編碼表

附錄BFORTRAN庫函式

參考文獻

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

配套教材

該教材有配套的實驗指導書——《FORTRAN95程式設計實驗指導與測試》。

書名	書號	出版社	出版時間	作者
《FORTRAN95程式設計實驗指導與測試》	9787302504313	清華大學出版社	2018.08.01	王紅鷹、陳權

課程資源

該教材還提供電子課件等資源。

教材特色

該教材以程式設計為主線，以編程套用為驅動，通過案例和問題引入知識點，重點講解程式設計的思想和方法。書中所有程式實例都是由教師在多年授課過程中挑選所得，並採用Microsoft Develop Studio集成開發環境。為適應不斷更新的計算機作業系統，在實驗教材中還給出了Windows 7、Windows 10作業系統下使用Visual Fortran的上機操作過程。

作者簡介

王麗娟，1988年生，碩士生，蘭州交通大學土木工程學院教師，研究方向為代數組合與組合最佳化。

段志東，1972年生，博士後，蘭州交通大學土木工程學院副教授。