现代Fortran解析——Fortran程序教程

简介：
本书为读者提供了一站式的现代Fortran编程指南，涵盖了从基础语法到高级特性的全面介绍，旨在帮助程序员高效地编写和维护高质量的Fortran代码。 《Modern Fortran Explained》是一本深入探讨Fortran编程语言的教程，专为那些希望提升Fortran编程技能或初学者设计。Fortran是最早被广泛使用的高级编程语言之一，在科学计算和工程领域有着广泛应用。这本书详细介绍了现代Fortran的特性，帮助读者掌握这一强大工具。 1. **Fortran简介**：Fortran最初在20世纪50年代由IBM开发，旨在简化科学计算。随着时间的发展，Fortran经历了多次版本更新，包括Fortran 90、95、2003、2008和2018等，逐渐演变为现代Fortran，并增加了面向对象编程及并行编程的特性。 2. **现代Fortran特性**：现代Fortran引入了模块（Modules）、类型（Types）、派生类型（Derived Types）、接口（Interfaces）、数组函数（Array Functions）以及支持Coarrays和OpenMP等新特性，使代码更加结构化、可读性和可维护性更强。 3. **模块（Modules）**：模块是组织代码的一种方式，它允许将变量、子程序和类型封装在一起，便于代码重用和管理。通过`use`语句可以在不同的源文件之间共享模块内容。 4. **派生类型（Derived Types）**：用户可以定义包含基本类型、数组或子程序的自定义数据结构，增强了抽象能力。 5. **接口（Interfaces）**：确保函数和子程序调用的一致性，并提高代码可靠性和可维护性。 6. **并行编程**：现代Fortran支持使用Coarrays进行分布式内存计算及集成OpenMP库进行共享内存并行处理，极大提高了大规模计算的效率。 7. **数组编程**：Fortran以其强大的数组操作能力而闻名。引入了数组赋值、函数和矢量化操作等功能，使大型数据集处理更加便捷。 8. **错误处理与输入输出**：书中还介绍了如何有效进行错误处理及使用Fortran IO系统执行文件操作，包括格式化和非格式化IO以及二进制文件的读写。 9. **面向对象编程**：尽管传统上被视为过程式语言，现代Fortran引入了类（Classes）等概念，使编写面向对象科学代码成为可能。 10. **实践与案例研究**：教程包含丰富的实例和练习以帮助读者将理论知识应用于实际问题，并加深理解。 通过《Modern Fortran Explained》，无论是初学者还是有经验的程序员都能学习到Fortran的基础知识并掌握如何使用现代Fortran高级特性编写高效、清晰的科学计算代码。