Fortran 简明教程
Fortran - Arrays
数组可以存储同一类型的固定大小的连续元素集合。数组用于存储数据集合，但将数组视为同类型变量的集合通常更有用。
所有阵列都包含连续的内存位置。最低地址对应于第一个元素，而最高地址对应于最后一个元素。
Numbers(1) |
Numbers(2) |
Numbers(3) |
Numbers(4) |
… |
数组可以是一维的（如向量）、二维的（如矩阵），Fortran 允许你创建最多 7 维数组。
Declaring Arrays
使用 dimension 特性声明数组。
例如，要声明一个名为 number 的一维数组，其中包含 5 个元素的实数，则需要编写：
real, dimension(5) :: numbers通过指定下标来引用数组的各个元素。数组的第一个元素的下标为 1。数组 numbers 包含五个实变量：numbers(1)、numbers(2)、numbers(3)、numbers(4) 和 numbers(5)。
要创建一个名为 matrix 的 5 x 5 二维整数数组，请编写：
integer, dimension (5,5) :: matrix也可以使用一些明确的下限声明一个数组，例如：
real, dimension(2:6) :: numbers
integer, dimension (-3:2,0:4) :: matrixAssigning Values
可以针对各个成员分配值，例如：
numbers(1) = 2.0或者可以使用循环：
do i =1,5
numbers(i) = i * 2.0
end do可以采用称为数组构造器的简写符号直接为一维数组元素分配值，例如：
numbers = (/1.5, 3.2,4.5,0.9,7.2 /)please note that there are no spaces allowed between the brackets ‘( ‘and the back slash ‘/’
Example
以下示例展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编译并执行上述代码后，将产生以下结果 −
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
7.19999981Some Array Related Terms
下表提供了一些与数组相关的术语：
Term |
Meaning |
Rank |
数组的维数。例如，对于名为 matrix 的数组，秩为 2，对于名为 numbers 的数组，秩为 1。 |
Extent |
某个维度的元素数目。例如，numbers 数组的延伸为 5，名为 matrix 的数组在两个维度上的延伸为 3。 |
Shape |
数组的形状是一维整数数组，包含每个维度中的元素数目（延伸）。例如，对于数组 matrix，形状为 (3, 3)，对于 numbers 数组是 (5)。 |
Size |
数组包含的元素数目。对于 matrix 数组，该值为 9，对于 numbers 数组，该值为 5。 |
Passing Arrays to Procedures
可以将数组作为参数传递给过程。以下示例演示了该概念：
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编译并执行上述代码后，将产生以下结果 −
1
2
3
4
5在上述示例中，子例程 fillArray 和 printArray 只可使用维度为 5 的数组调用。但是，要编写可用于任何大小数组的子例程，可以使用以下技术对其进行重写：
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，程序正在使用 size 函数获取数组的大小。
编译并执行上述代码后，将产生以下结果 −
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10Array Sections
到目前为止，我们只参考了整个数组，Fortran 提供了一种简单的方法，可以使用单个语句来引用几个元素或数组的一部分。
要访问数组部分，需要提供该部分的下限和上限，以及所有维度的步长（增量）。这种表示法称为 subscript triplet:
array ([lower]:[upper][:stride], ...)未提及下限和上限时，它默认为声明的扩展名，步幅值默认为 1。
以下示例演示了此概念 −
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编译并执行上述代码后，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