FORTRAN程序设计权威指南

前言

第1章 FORTRAN语言简介

1.1 FORTRAN的发展历史

1.2 FORTRAN的新发展

1.3 FORTRAN语言的特点

第2章 FORTRAN编译器的安装及使用

2.1 编译器简介

2.1.1 Compaq Visual FORTRAN编译器

2.1.2 Intel Visual FORTRAN编译器

2.2 Visual FORTRAN的安装

2.2.1 Visual Studio 2010安装

2.2.2 Intel Visual FORTRAN XE 2011安装

2.3 Visual FORTRAN的使用

2.3.1 初次使用配置

2.3.2 用Visual FORTRAN编写、编译运行程序

2.3.3 用Visual FORTRAN调试程序

2.3.4 利用Intel Visual FORTRAN移植Compaq Visual FORTRAN的工程

2.4 本章小结

第3章 程序设计方法及程序算法

3.1 程序设计方法简介

3.2 算法的概念及特性

3.2.1 算法的概念

3.2.2 简单算法举例

3.2.3 算法的特性

3.3 算法的表示方法

3.3.1 用自然语言表示算法

3.3.2 用流程图表示算法

3.3.3 三种基本结构

3.3.4 用N-S流程图表示算法

3.3.5 用伪代码表示算法

3.3.6 用计算机语言表示算法

3.4 本章小结

第4章 二进制及FORTRAN 程序设计基础

4.1 计算机中数据的表示方法

4.1.1 计算机中的进位数制

4.1.2 机器数和码制

4.2 FORTRAN字符集

4.2.1 英文字母

4.2.2 数字

4.2.3 下划线

4.2.4 特殊字符

4.2.5 FORTRAN中的关键字

4.3 FORTRAN书写格式

4.3.1 固定格式

4.3.2 自由格式

4.3.3 兼容源程序格式

4.4 FORTRAN程序结构

4.4.1 FORTRAN程序单元

4.4.2 FORTRAN语句顺序

4.4.3 空格的使用

4.4.4 注释的书写

4.5 FORTRAN数值型常量及其类型

4.5.1 整型常量

4.5.2 实型常量

4.5.3 复型常量

4.5.4 字符型常量

4.5.5 符号常量

4.6 FORTRAN变量

4.6.1 变量的命名规则

4.6.2 变量的声明

4.6.3 整型变量

4.6.4 实型变量

4.6.5 复型变量

4.6.6 字符及字符串

4.6.7 逻辑型变量

4.6.8 变量的初始化

4.7 运算符及表达式

4.7.1 算术运算符及表达式

4.7.2 关系运算符及表达式

4.7.3 逻辑运算符及表达式

4.8 运算符优先级

4.9 语句

4.9.1 赋值语句

4.9.2 INCLUDE语句

4.9.3 程序控制语句

4.10 本章小结

第5章 输入输出及声明

5.1 输入输出概述

5.2 简单输入语句

5.2.1 READ语句输入形式一

5.2.2 READ语句输入形式二

5.2.3 READ语句使用注意事项

5.3 简单输出语句

5.3.1 PRINT输出语句

5.3.2 WRITE输出语句

5.3.3 表控输出语句注意事项

5.4 格式化输入输出命令

5.4.1 格式化输入输出语句概述

5.4.2 数据格式编辑符

5.4.3 控制格式编辑符

5.4.4 字符串编辑符

5.5 有名I/O列表

5.5.1 NAMELIST语句

5.5.2 NAMELIST语句示例

5.5.3 I/O实体

5.6 程序举例

5.7 本章小结

第6章 选择结构程序设计

6.1 IF语句

6.1.1 单分支IF语句

6.1.2 双分支IF语句

6.1.3 多分支IF语句

6.1.4 逻辑IF语句

6.2 SELECT CASE控制语句

6.3 选择语句的嵌套

6.4 其他程序流程控制语句

6.4.1 GOTO语句*

6.4.2 PAUSE、CONTINUE、STOP语句

6.5 程序举例

6.6 本章小结

第7章 循环结构程序设计

7.1 循环结构控制程序设计概述

7.2 带循环变量的DO语句

7.2.1 DO语句循环简介

7.2.2 带循环变量的DO循环结构

7.2.3 带循环变量的DO循环细节说明

7.2.4 DO循环的执行过程

7.2.5 带循环变量的DO语句程序举例

7.3 DO WHILE语句

7.3.1 DO WHILE语句基本格式

7.3.2 DO WHILE语句的执行过程

7.3.3 DO WHILE语句使用举例

7.4 循环流程控制语句

7.4.1 EXIT语句

7.4.2 CYCLE语句

7.5 无循环变量的DO语句

7.6 使用GOTO语句进行循环设计

7.7 循环语句的嵌套

7.7.1 循环嵌套的语法结构

7.7.2 循环嵌套的执行过程

7.7.3 循环嵌套的使用说明

7.8 不同循环语句的区别与联系

7.9 程序举例

7.10 本章小结

第8章 数组

8.1 数组概述

8.2 数组的定义

8.2.1 用类型说明语句定义数组

8.2.2 用DIMENSION语句定义数组

8.2.3 用类型说明语句和DIMENSION语句定义数组

8.3 数组的引用

8.3.1 数组整体引用

8.3.2 单个元素的引用

8.3.3 片段法引用多个数组元素

8.4 数组元素的存储结构

8.4.1 数组元素的存储结构

8.4.2 数组存储结构的应用

8.5 数组的赋值

8.5.1 数组赋值语句

8.5.2 DATA语句*

8.5.3 数组构造器

8.6 数组的输入输出

8.6.1 一维数组的输入输出

8.6.2 二维数组的输入输出

8.6.3 多维数组的输入输出

8.7 动态数组

8.7.1 动态数组的定义

8.7.2 动态数组空间的分配及释放

8.7.3 动态数组的应用举例

8.8 数组的运算

8.8.1 数组的算术运算

8.8.2 数组的逻辑运算

8.9 数组的常用内在函数

8.9.1 矩阵相乘函数

8.9.2 向量点乘函数

8.9.3 元素求积函数

8.9.4 元素求和函数

8.9.5 数组大小查询函数

8.9.6 数组形状查询函数

8.9.7 数组合并函数

8.9.8 数组压缩函数

8.9.9 数组转置函数

8.9.10 数组最大值最小值函数

8.9.11 数组最大值最小值定位函数

8.10 数组操作语句

8.10.1 WHERE语句

8.10.2 FORALL语句

8.11 数组应用举例

8.12 本章小结

第9章 FORTRAN过程

9.1 FORTRAN程序单元概述

9.2 语句函数*

9.2.1 语句函数的定义及引用

9.2.2 语句函数使用注意事项

9.3 函数子程序（FUNCTION）

9.3.1 函数子程序的定义

9.3.2 函数子程序的调用

9.4 子例行子程序（SUBROUTINE）

9.4.1 子例行子程序的定义

9.4.2 子例行子程序的调用

9.5 实参和形参之间的数据传递方式

9.5.1 变量作为形参

9.5.2 数组作为形参

9.5.3 子程序名作为形参

9.5.4 星号（*）作为形参

9.6 特殊的参数属性

9.6.1 INTENT属性

9.6.2 接口（INTERFACE）

9.6.3 可选参数OPTIONAL

9.6.4 改变参数位置的方法

9.7 局部变量与SAVE属性

9.7.1 变量的作用范围

9.7.2 变量的SAVE属性

9.8 公用存储单元与数据块程序单元*

9.8.1 公用语句（COMMON）

9.8.2 数据块子程序 （BLOCK DATA）

9.9 特殊数组及可分配数组做子程序参数

9.9.1 自动数组（AUTOMATIC ARRAYS）

9.9.2 可分配数组做形参

9.9.3 可分配函数子程序

9.9.4 自动数组和可分配数组的比较

9.10 特殊的过程类型

9.10.1 递归过程（RECURSIVE）

9.10.2 纯过程（PURE PROCEDURES）

9.10.3 逐元过程（ELEMENTAL PROCEDURES）

9.11 内部过程

9.12 过程中的其他功能*

9.12.1 ENTRY语句

9.12.2 另一个子程序的返回点

9.12.3 内在函数做参数

9.13 本章小结

第10章 文件及高级I/O应用

10.1 文件基本概念

10.1.1 设备号

10.1.2 文件分类

10.1.3 文件的构成——记录

10.1.4 文件的存取方式

10.1.5 文件的结构

10.1.6 文件的定位

10.2 文件基本操作语句

10.2.1 OPEN语句

10.2.2 CLOSE语句

10.2.3 READ语句

10.2.4 WRITE语句

10.2.5 INQUIRE语句

10.2.6 REWIND语句

10.2.7 BACKSPACE语句

10.2.8 ENDFILE语句

10.2.9 FLUSH语句

10.2.10 WAIT语句

10.2.11 EOF函数

10.3 文件的使用

10.3.1 有格式顺序存取文件

10.3.2 有格式直接存取文件

10.3.3 无格式顺序存取文件

10.3.4 无格式直接存取文件

10.3.5 二进制顺序存取文件

10.3.6 二进制直接存取文件

10.4 流访问模式

10.5 异步输入输出

10.6 与操作系统相关的I/O信息

10.7 本章小结

第11章 结构体及指针

11.1 派生类数据类型概述

11.2 结构体的定义和引用

11.2.1 结构体变量和结构体数组的定义

11.2.2 结构体成员的引用

11.3 结构体的初始化和使用

11.3.1 在结构体声明中进行初始化

11.3.2 使用赋值语句进行初始化

11.3.3 使用输入语句进行初始化

11.3.4 使用DATA语句进行初始化

11.3.5 结构体数据输入与输出

11.3.6 结构体数组的使用举例

11.4 指针的概念和指针变量的定义

11.4.1 指针的概念

11.4.2 指针变量的定义

11.4.3 指针变量的引用*

11.4.4 悬空指针和无法访问的内存

11.5 指针与数组

11.5.1 指向数组的指针

11.5.2 指针数组

11.6 指针与链表

11.6.1 链表的概念

11.6.2 建立链表

11.6.3 插入结点

11.6.4 删除结点

11.7 本章小结

第12章 FORTRAN模块及面向对象程序设计

12.1 模块概述

12.2 模块的组成和使用

12.2.1 模块的组成

12.2.2 模块中的变量

12.2.3 模块的公有属性和私有属性

12.2.4 模块的使用

12.3 面向对象的程序设计概述

12.3.1 对象简述

12.3.2 面向对象程序设计的特点

12.4 模块的重载性应用

12.4.1 子程序重载

12.4.2 操作符重载

12.4.3 赋值号重载

12.5 继承性和多态性

12.5.1 继承性

12.5.2 多态性

12.6 本章小结

第13章 FORTRAN数据结构及算法

13.1 概述

13.1.1 什么是数据结构

13.1.2 基本概念和术语

13.1.3 逻辑结构和物理结构

13.1.4 抽象数据类型

13.1.5 FORTRAN算法和算法特性

13.2 排序

13.2.1 冒泡排序

13.2.2 选择排序

13.2.3 插入排序

13.2.4 希尔排序

13.2.5 快速排序

13.3 查找

13.3.1 查找概述

13.3.2 顺序表查找

13.3.3 有序表查找

13.4 本章小结

第14章 矩阵分解及特殊函数

14.1 矩阵分解

14.1.1 Crout分解

14.1.2 Doolittle分解

14.1.3 Cholesky分解

14.2 矩阵的特征值与特征向量

14.2.1 乘幂法计算主特征值及其特征向量

14.2.2 乘幂法2范数单位化方法

14.2.3 Rayleigh加速方法

14.2.4 修正的Rayleigh加速方法

14.2.5 QR分解法

14.3 Bessel函数、Beta函数和Gamma函数

14.3.1 第一类整数阶Bessel函数

14.3.2 第二类整数阶Bessel函数

14.3.3 Gamma函数

14.3.4 不完全Gamma函数

14.3.5 Beta函数与χ2分布函数

14.4 FORTRAN 2008新增的内部函数

14.4.1 Bessel函数

14.4.2 误差函数

14.4.3 距离函数

14.4.4 Gamma函数

14.4.5 欧式向量范数

14.5 本章小结

第15章 解方程及方程组

15.1 解线性方程组

15.1.1 Gauss消元法

15.1.2 选主元消元法

15.1.3 LU分解法

15.1.4 追赶法

15.1.5 Jacobi迭代法

15.1.6 Gauss-Seidel迭代法

15.1.7 逐次超松弛迭代法

15.1.8 最速下降法

15.1.9 共轭梯度法

15.2 非线性方程求根

15.3 非线性方程组的数值解法

15.4 本章小结

第16章 数值分析

16.1 最小二乘与数据拟合

16.1.1 Cholesky分解法计算最小二乘

16.1.2 Householder镜像变换之QR分解

16.1.3 QR分解法计算最小二乘问题

16.1.4 最小二乘曲线拟合

16.2 多项式插值

16.2.1 多项式插值之

Lagrange插值

16.2.2 多项式插值之Newton插值

16.2.3 多项式插值之Hermite插值

16.2.4 多项式插值之反插值

16.3 数值微分

16.3.1 中点公式

16.3.2 Richardson外推法

16.4 数值积分

16.4.1 复化梯形公式

16.4.2 复化Simpson公式

16.4.3 Romberg积分

16.5 三次样条插值

16.5.1 三次样条插值之第一边界条件

16.5.2 三次样条插值之第二边界条件

16.5.3 三次样条插值之第三边界条件

16.6 本章小结

第17章 常微分方程及方程组

17.1 四阶Runge-Kutta法

17.2 Gill方法

17.3 Runge-Kutta法计算微分方程组

17.4 Adams-Bashforth三步三阶法

17.5 Adams-Bashforth四步四阶法

17.6 三阶预测校正方法

17.7 四阶预测校正方法

17.8 本章小结

第18章 Coarray与并行计算

18.1 什么是并行计算

18.1.1 并行计算机

18.1.2 并行编程模式

18.1.3 并行语言

18.2 Coarray的历史

18.3 Coarray简介

18.4 支持SPMD编程风格的Coarray

18.4.1 程序镜像

18.4.2 Coarray数据声明与访问

18.4.3 固有过程

18.5 Coarray FORTRAN简单实例

18.5.1 一个实例

18.5.2 设置镜像数目

18.6 Coarray FORTRAN高级实例

18.6.1 基础知识

18.6.2 镜像的引用

18.6.3 高级实例——矩阵相乘

18.7 本章小结

附录 FORTRAN内置函数

参考文献

《FORTRAN程序设计权威指南》共分为18章，主要包括FORTRAN语言简介、FORTRAN编译器的安装及使用、程序设计方法与程序算法、FORTRAN语言的基础知识、输入输出及声明、选择结构设计、循环结构设计、数组、过程、文件、结构体及指针、FORTRAN模块及面向对象程序设计、FORTRAN数据结构及算法、常用的数值计算方法和Coarray与并行计算等FORTRAN语言的基础及高级内容。《FORTRAN程序设计权威指南》使用大量的实例来进行内容的讲解，并且还专门用4章的篇幅讲解FORTRAN语言常用的数值计算方法，读者在实际编程中可以直接使用。
　　《FORTRAN程序设计权威指南》通过实例进行知识点的讲解，语言平实易懂，方便读者快速掌握FORTRAN语言。《FORTRAN程序设计权威指南》可以作为各大、中专院校进行FORTRAN语言教学的教材，也可以作为FORTRAN程序开发人员进行实际开发时的参考用书。