Fortran 语言数组操作基础教程
Fortran（Formula Translation）是一种历史悠久的编程语言，最初由IBM在20世纪50年代开发，主要用于科学计算。尽管现在有更多现代编程语言可供选择，Fortran在工程和科学计算领域仍然有着广泛的应用。数组是Fortran编程中非常基础且重要的概念，本文将围绕Fortran语言数组操作的基础知识进行讲解，旨在帮助初学者快速掌握数组操作的基本技巧。
数组的概念
在Fortran中，数组是一种数据结构，用于存储相同类型的数据元素。数组可以是一维的，也可以是多维的。每个数组元素都有一个唯一的索引，用于访问和修改数组中的数据。
一维数组
一维数组是最简单的数组形式，它包含一系列按顺序排列的元素。以下是一个一维数组的声明和初始化示例：
fortran
program array_example
implicit none
integer, dimension(5) :: my_array
integer :: i
! 初始化数组
my_array = (/1, 2, 3, 4, 5/)
! 循环访问数组元素
do i = 1, 5
print , 'Element at index', i, 'is', my_array(i)
end do
end program array_example
多维数组
多维数组可以包含多个维度的元素。以下是一个二维数组的声明和初始化示例：
fortran
program array_example
implicit none
integer, dimension(2, 3) :: my_array
integer :: i, j
! 初始化数组
my_array = reshape((/1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9/), shape(my_array))
! 循环访问数组元素
do i = 1, 2
do j = 1, 3
print , 'Element at index (', i, ',', j, ') is', my_array(i, j)
end do
end do
end program array_example
数组操作
数组元素的访问
访问数组元素是数组操作中最基本的部分。在Fortran中，使用索引来访问数组元素。以下是一维数组和二维数组元素的访问示例：
fortran
! 一维数组元素访问
print , 'First element of my_array:', my_array(1)
! 二维数组元素访问
print , 'Element at (2, 3) of my_array:', my_array(2, 3)
数组元素的修改
修改数组元素与访问类似，只需使用正确的索引即可。以下是一维数组和二维数组元素修改的示例：
fortran
! 修改一维数组元素
my_array(3) = 10
! 修改二维数组元素
my_array(2, 3) = 20
数组元素的赋值
在Fortran中，可以使用赋值语句将一个数组赋值给另一个数组，或者将一个值赋给数组的所有元素。以下是一些示例：
fortran
! 将一个数组赋值给另一个数组
integer, dimension(5) :: another_array
another_array = my_array
! 将一个值赋给数组的所有元素
my_array = 0
数组元素的排序
Fortran提供了内置的排序函数，如`sort`，可以对数组进行排序。以下是一个使用`sort`函数对一维数组进行排序的示例：
fortran
program array_sort
implicit none
integer, dimension(5) :: my_array
integer :: i
! 初始化数组
my_array = (/5, 2, 4, 1, 3/)
! 对数组进行排序
call sort(my_array)
! 打印排序后的数组
do i = 1, 5
print , 'Sorted element at index', i, 'is', my_array(i)
end do
end program array_sort
总结
数组是Fortran编程中不可或缺的一部分，掌握数组操作的基础知识对于编写高效的Fortran程序至关重要。本文介绍了Fortran中一维和二维数组的声明、初始化、访问、修改和排序等基本操作。通过学习和实践这些操作，您可以更好地利用Fortran语言进行科学计算和工程应用。
扩展阅读
- Fortran 2003标准文档
- 《Fortran程序设计》
- 《Fortran编程艺术》
通过阅读这些资料，您可以更深入地了解Fortran语言和数组操作的高级技巧。
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