Fortran计算小题目第二期：格式打印输出，函数子程序与子例子程序配合计算，字符串连接以及排序

Fortran计算小题目第二期：格式打印输出，函数子程序与子例子程序配合计算，字符串连接以及排序。

Authors

GanAH

近期开始学习Fortran语言与程序设计，小有心得，特此分享。本次包含的内容有：

1. do 以及do while循环的使用与区别；

2. recursive递归函数的调用与结束条件；

3. 字符串的连接等；

4. 函数子程序与子例子程序的调用；

5. 排序与统计。

   本次编程作业采用的编辑器为Visual Studio 2015，编译环境为Intel(R) Visual Fortran。

   由于有多个题目要求，故将不同的题目内容分别作为函数定义在独立的文件中，使用项目主函数进行调用。

   第一题 非内置函数求sinx

   (一) 题目要求

   

   (二) 源代码

   !n代表计算长度
   !传入的x为radian
   !resultSinx为返回的数据
   FUNCTION loopSin(x,n) RESULT(resultSinx)
   IMPLICIT NONE
   real resultSinx,x,fac_n
   integer n,i,lk
   
   
   resultSinx = 0.0
   do i = 1,n
       call factorial(2*i-1,fac_n)
       resultSinx = resultSinx*1.0 + (((-1)**(i-1)) * (x**(2*i - 1))/fac_n)*1.0 
       
       print 11,"第",i,"迭代值：",resultSinx
       11 format(a4,i2,a8,f7.5)
   end do
   
   END 
   !计算阶乘子程序
   subroutine factorial(n,fac)
   real fac
   integer n,j,i
   j = 1
   fac = 1.0
   do while(j < n)
       fac = fac *(j+1)
       j = j + 1 
       end do
   end  subroutine factorial

   (三) 主函数调用及结果

   !定义主函数
   PROGRAM Main
   IMPLICIT NONE
   real loopSin,j
   
   real a 
   a = loopSin(30*3.1415926/180,12)
   print *,"sinx计算结果："
   print *,a
   
   
   print *,"二.阶乘计算测试，测试数据：3，6"
   call factorial(3,j)
   print 11,"3的阶乘为：",j
   
   call factorial(6,j)
   print 11,"6的阶乘为：",j
   11 format(a14,f5.1)
   pause 1
   
    END PROGRAM Main

图四 计算结果

第二题 递归计算勒让德级数

(一) 题目要求

(二) 源代码

!N为递归次数，整型
!X为计算值，RESULT_le为递归计算结果，均为实型
   recursive FUNCTION LEGENDRE_N(X,N) RESULT(RESULT_le)
    IMPLICIT NONE
    real RESULT_le,X
    integer N
    select case(N)
    case(0)
        RESULT_le = 0
    case(1)
        RESULT_le = X
    case(:-1)
        print *,"递归参数错误，负值！"
    case default
        RESULT_le = ((2.0*N-1)*X*LEGENDRE_N(X,N-1)-(N-1)*LEGENDRE_N(X,N-1))/N
        
    end  select
    
    
    END FUNCTION LEGENDRE_N

（三） 主函数调用及结果

!定义主函数
PROGRAM Main
IMPLICIT NONE
real LEGENDRE_N

real a ,X
integer::N
integer i

do i = 0,3
    print *,"输入X值："
    read *,X
    print *,"输入级数N(整数)："
    read *,N
    a = LEGENDRE_N(X*1.0,N)
    print 10,N,"级勒让德级数为：",a
10  format(i2,a16,f) 
    
end do

pause 1

 END PROGRAM Main

通过主函数调用时循环赋值并计算，采用三组数据进行测试，结果如下：

第三题 排序数据并统计

（一）题目要求

（二）源代码

FUNCTION DATASTATIS() RESULT(RE)
    IMPLICIT NONE
    real RE
    integer,allocatable::Datas(:)
    integer arrayLen,i,j,sum,temp
    print *,"请输入数组的长度："
    read *,arrayLen
    allocate(Datas(arrayLen))
    
    print *,"请输入需要处理的整数，回车隔开："
    sum = 0
    do i = 1,arrayLen
        read *,Datas(i)
        sum = sum + Datas(i)
    end do
    
    !计算均值
    print 10,"数值总和:",sum," ,均值为:",1.0*sum/arrayLen
    10 format(a9,i3,a12,f5.2)    
    !排序
    do i = 1,arrayLen-1
        do j = i,arrayLen
            if(Datas(i)>Datas(j)) then
            temp = Datas(i)
            Datas(i) = Datas(j)
            Datas(j) = temp
            end if
        end do
    end do
    
    print *,"从小到大重排序如下："
    print 19,Datas
    19 format(10i3)    
    
    
    
    END FUNCTION DATASTATIS

（三）主函数调用及结果

!定义主函数
PROGRAM Main
IMPLICIT NONE
real DATASTATIS

real a
a = DATASTATIS()

pause 1

 END PROGRAM Main

第四题 在指定字符串的位置插入新的字符串

（一) 题目要求

（二）源代码

!定义主函数
FUNCTION STRINSERINDEX(STR1,STR2,index) RESULT(STR)
    IMPLICIT NONE
    CHARACTER(5) STR1,STR2
     CHARACTER(10) STR
    INTEGER index
    
    STR = STR1(1:index)//(STR2//STR1(index+1:))
    
    END FUNCTION STRINSERINDEX

（三）主函数调用及结果

!定义主函数
PROGRAM Main
IMPLICIT NONE
CHARACTER(5) STR1,STR2
CHARACTER(10)STRINSERINDEX
integer index

PRINT *,"输入第一个待插入字符串："
read *,STR1
PRINT *,"输入第二个需插入字符串："
read *,STR2
PRINT *,"输入位置index："
read *,index

print 10,"拼接结果：",STRINSERINDEX(STR1,STR2,index)
10 format(a10,a10)


pause 1

 END PROGRAM Main

==该字符串连接为固定的长度连接，需要动态字符串连接可更改字符串的固定定义方式。==

（四）编码遇到的异常

!定义主函数
PROGRAM Main
IMPLICIT NONE

CHARACTER(100) STRINSERINDEX,STR1,STR2
integer index

PRINT *,"输入第一个待插入字符串："
read *,STR1
print *,Str1(1:2)
PRINT *,"输入第二个需插入字符串："
read *,STR2
PRINT *,"输入位置index："
read *,index

print *,STRINSERINDEX(STR1,STR2,index)


pause 1

 END PROGRAM Main
!字符串连接
FUNCTION STRINSERINDEX(STR1,STR2,index) RESULT(STR)
    IMPLICIT NONE
    CHARACTER(100) STR1,STR2,STR
    INTEGER index
    
    STR = STR1(1:index)//STR2//STR1(index:)
    
    END FUNCTION STRINSERINDEX

烫烫烫！

五、 总结

本次内容能够通过动手编程去帮助我们熟悉、掌握并灵活应用新学的编程语言，包含了数据的键盘输入与屏幕输出、算法构建与计算等。从语法到编程习惯，都是促使我们去更深入地学习、掌握这一门编程语言。

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