Fortran中的数据类型包含：

整数类型（INTEGER）、浮点数类型（REAL）、字符类型（CHARACTER）、复数类型（COMPLEX）和逻辑变量（LOGICAL）
参考书籍：彭国论.Fortran 95程序设计

文章目录

变量
常量
- 常量的声明方法
- 设置常量的优点
设置变量的初值
等价声明（equivalence）
声明在程序中的结构

在Fortran中，声明时变量需注意：

变量的名称的前缀必须为英文字母，变量的名称可以包含字母、下划线及数字。
变量名字的长度，Fortran 90后变量名称最大支持31个字符长，而Fortran 77最大支持6个字符长。
变量名称的命名不能与Fortran的执行命令同名，也不能和主程序或者已经声明过的变量同名。
Fortran中不区分大小写，因此abc、ABC以及aBc均为一个意思。

变量

整数类型（INTEGER）

整数顾名思义，用于存放整数，C语言中用int声明整型，Fortran中用integer声明整型。

1）整数的声明

integer a
A=10

其中：

integer表示整型类型，a表示整型变量
因为Fortran不区分大小写，因此a与A对应的是同一个变量

2）长整型与短整型

整数类型又分为长整型和短整型，其声明方法如下：

长整型：

integer(kind=4) a  !Fortran 90
INTEGER*4 b        !Fortran 77
INTEGER(4) C       !Fortran 77

短整型：

integer(kind=2) a  !Fortran 90
INTEGER*2 b        !Fortran 77
INTEGER(2) C       !Fortran 77

这里的4、2对应着长整型和短整型分别占用4个、2个字节（bytes）的空间。如果在声明时不指定字节大小，通常编译器会默认使用长整型。

3）一次声明多个变量

与C语言一样，Fortran在同时声明多个相同类型的变量时，变量之间可以用逗号隔开。

integer a,b,c

除了上述的声明方式外，Fortran 90还可以在类型的后面先写::，再声明变量名。

integer :: a

**注意：**与C语言一样，Fortran中两个整型变量做除法时，如果结果中含有小数部分，小数部分会被省略，只保留整数部分计算结果。

浮点数（REAL）

C语言用float和double来存储单精度和双精度类型，而Fortran中用REAL表示浮点数，通过改变KIND值来存储不同精度的小数。

1）单精度浮点数

real(kind=4) a 
real*4 b
real(4) c

2）双精度浮点数

real(kind=8) a
real*8 b
real(4) c

3）浮点数中的有效位数

program test1
    	implicit none
    	integer(kind=4) a,b  
    	a=100000
    	b=0.1
    	write(*,*) a+b
    	pause
end program test1

上述代码中：

a=100000，b=0.1,a+b的结果应该是100000.1，但是测试结果却是100000
这是因为a和b是4个字节，计算机在存储浮点数时是以科学计数法进行存储的，单精度浮点数有效位数为6位，转换成科学计数法时，超过6位的数字会被忽略
将上述代码中‘kind=4’改成‘kind=8’即可得出正确答案，双精度浮点数拥有15位的有效数字

此外，Fortran中还有一些复杂的数学函数，例如三角函数：sin、cos、tan，Fortran中三角函数使用的单位是弧度，这一点大多数编程语言都是如此。在进行三角函数传参时，传入的参数不要是整数，也不要将sin的结果用整型去接收，因为这将会导致小数部分被省略掉。

三角函数运算示例：

program test2
        implicit none
        real :: x,y
        x=3.1415926/2
        y=sin(x)
        write(*,*) "sin(",x,")=",y
end program test2

Fortran中乘幂计算可以用**来进行计算，将幂乘的数改为小数即变成开方，也可以使用sqrt函数进行计算

平方与开方示例：

program test3
         implicit none
         real :: a=100
         write(*,*) "2^3=", 2**3
         write(*,*) "sqrt(",a,")=", sqrt(a)
         write(*,*) "sqrt(",a,")=", 100**0.5
end program test3

结果如下：

2^3= 8
sqrt( 100.000000 )= 10.0000000
sqrt( 100.000000 )= 10.0000000

复数（COMPLEX）

Fortran是罕见的提供复数类型的语言，Fortran中通过两个浮点数来保存实部和虚部的数，因此复数也分单精度和双精度

1）复数的声明：

complex a或者complex :: a

同理，通过kind值来控制复数是单精度还是双精度，方法如下：

!单精度
complex(kind=4) a   !fortran 90
complex*4  a        !fortran 77
complex(4) a  	    !fortran 77
!双精度
complex(kind=8) a   !fortran 90
complex*8  a        !fortran 77
complex(8) a  	    !fortran 77

复数的赋值方法：a=(x,y)，例如：a=(1.5,1.0)表示a=1.5+1.0i；不难看出，一个复数需要三个浮点数。

2）复数计算示例：

program test4
		complex :: a,b
		a=(1.0,1.0)
		b=(2.0,-1.0)
		write(*,*) a,"+",b,"=",a+b
		write(*,*) a,"*",b,"=",a*b
end program test4

结果如下：

( 1.00000000 , 1.00000000 ) + ( 2.00000000 , -1.00000000 ) = ( 3.00000000 , 0.00000000 )
( 1.00000000 , 1.00000000 ) * ( 2.00000000 , -1.00000000 ) = ( 3.00000000 , 1.00000000 )

字符及字符串（CHARACTER）

Fortran中不区分大小写，但是字符串中的内容是区分大小写的，例如：“Hello World!”和“hello world!”是两个不同的字符串。

利用len可以控制字符串的大小，方法如下：

1）字符和字符串声明

character a !单个字符a
character(len=10) a !用于存放十个字符 90写法
character*=10 a      !77写法
character(10) a

2）字符串赋值

用双引号赋值（Fortran 90写法）

a="Hello World!"
a="每天都要学习""Fortran"""

用双引号，封装字符串时，如果想输出双引号，需要连用两个双引号""

用单引号赋值（Fortran 77写法）

a='Hello World!'
a='每天都要学习''Fortran'''

同理，用单引号封装字符串时，如果想输出单引号，需要连用两个单引号''

3）更改字符串指定内容

Fortran中除了可以对字符串进行直接赋值外，还支持更改字符串中特定位置的内容

例如：

program test5
		character(len=20) a
		a="I love you!" 
		write(*,*) a
		a(3:6)="hate"
		a(11:11)"?"
		write(*,*) a
end program test5

I love you!

I hate you?

其中：a(3:6)="hate"的意思是将a中第3个字符到第6个字符的内容改成hate，a(11:11)"?"的意思是只更改第11个字符，改成问号。

4）字符串相加

字符串相加不是数字意义上的相加，是将两个字符串进行前后拼接在一起。

字符串相加格式：arr=A//B，示例如下：

program test6
		character(len=6) a
		character(len=10) b
		character(len=20) c
		a="Hello" 
		b="World!"
		c= a//b
		write(*,*) c
end program test6

**需要注意的是：**这里字符串a和b中都没有空格，但是打印出来的结果Hello World! 是有空格的，这是因为a的长度为6，而字符串Hello只有5个字符，在拼接时，多出来的位置会以空格显示。不难看出，//会根据最大字符数很粗暴的将字符串首位相连。

5）与字符串有关的函数

函数	说明
char（num）	num必须为整数，返回ASCII码值对应的字符
ichar(char)	返回字符char所对应的ASCII码值
len(string)	返回字符串string声明的长度，返回值为整数
len_trim(string)	返回字符串去掉尾端空格后的实际长度
index(strng,key)	string和key均为字符串，用于查找字符串key第一次在string中出现的位置
trim(string)	返回字符串string去掉尾端空格后，剩下的字符串内容

示例：

program test7
        character(len=20) a="hello world!   "
        write(*,*)"ASCII码97的字符是：",char(97)
        write(*,*)"a的ASCII码值是：",ichar('a')
        write(*,*)"a的长度是：",len(a)
        write(*,*)"a的实际长度：",len_trim(a)
        write(*,*)"word第一次出现位置是：",index(a)
        write(*,*)"a去掉尾端空格后的内容：",trim(a)
end program test7

打印结果如下：

ASCII码97的字符是:a
a的ASCII码值是: 97
a的长度是: 20
a的实际长度: 11
word第一次出现位置是: 7
a去掉尾端空格后的内容:hello world

因为使用的是默认格式，因此打印结果会有些丑陋。

逻辑变量（LOGICAL）

逻辑变量主要用于逻辑判断时使用，逻辑变量.true.和.false.只占用1个字节，因此虽然也可以同kind去为逻辑变量设置空间大小，但实际上的意义不大。

逻辑变量声明：logical a

设置逻辑变量的方法如下：

program test7
		implicit none
		logical a
		a=.true.
		write(*,*) a
		a=.false.
		write(*,*) a
end program test7

用write打印逻辑变量只会显示T或者F

T
F

常量

常量的声明方法

格式：parameter(变量名=变量值)

例如：

real pi
parameter(pi=3.1415926)

在Fortran90中，parameter可以作为一个形容词，和变量的声明同时写在一起。

real,parameter :: pi=3,1415926

注意，变量前的冒号不能省略，冒号表示形容词已经形容完毕。

设置常量的优点

保护设成常量的值
增加程序的执行速度。使用变量时：CPU先要从它的内存位置中取出数值，再放到CPU的缓存器中使用。而在使用常数时，执行过程中可以直接把数字写入缓存器中，节省了到内存去“抓取”变量数据的时间。

设置变量的初值

上文中，已经有过设置变量值的例子，这里再详细的刨析一下。

变量的内容不一定要在程序执行时才设置，可以在声明时同时赋值。Fortran90中，允许在声明时直接给变量赋值，但是不能省略中间的冒号，例如：

integer :: a=10
real    :: b=10.5
complex :: c=(1.0,2.0)
character(len=20) :: d="hello world!"

Fortran 77中要使用DATA命令来设置初值，虽然该方法比较麻烦，但还是需要能看懂这种写法的意思。

integer a
real b
complex c
character*(20) d
DATA a.b.c.d /10,10.5,(1.0,2.0),'hello world!'

DATA命令根据变量的次序一次赋值。

等价声明（equivalence）

把两个或两个以上的变量，声明它们使用用一块内存地址，就是等价声明。

因为使用同一块内存，因此只要改变其中一个变量的值，就会改变其他变量的数值。

等价声明格式：equivalence（a,b）

等价声明的优势：

节省内存：在同一个等价声明中的变量，都会占据同一块内存，会同时改变内容。这个功能可以声明一些暂时使用的变量，节省内存的使用。
精简代码：假设有一个三维数组arr，其中数组的某个值是需要多次使用的，那么将这个值与变量a进行等价声明，写代码时只需要调用a即可，例如equivalence(arr(1,1,5),a)。

声明在程序中的结构

声明的位置应该放在程序代码的可执行描述之前，在程序开始出现数值计算和输入输出命令时，就不能再声明变量。

声明部分的程序代码在编译后，并不会生成任何的机器码。因为声明只是用来请编译器预留内存空间给程序使用，所以不被视为可执行描述。

如果使用DATA命令，DATA也算是声明的一部分，它也只能放在执行命令前，而且所要设置初值的变量最好先声明它的类型。

Fortran——变量和常量