Fortran语言元素与源格式详解

### Fortran语言元素与源格式详解 #### 1. 词法标记 Fortran语句由低级语法构建而成，这些低级语法描述了基本的语言元素，即词法标记。词法标记是Fortran语句中最小的有意义单元，可由一个或多个字符组成。以下是一些常见的词法标记： - **名称**：变量、命名常量、程序单元等都可以有名称。名称必须以字母开头，可包含字母、数字和下划线，且长度最多为63个字符。例如：`A`、`CAR_STOCK_NUMBER`、`A__BUTTERFLY`、`Z_28`、`TEMP_`。 - **关键字**： - **语句关键字**：在语法规则中通常以大写字母出现，有些用于标识语句，如`DO`语句中的`DO`；有些用于界定语句的部分，如`USE`语句中的`ONLY`；还有些用于指定语句中的选项，如`INTENT`语句中的`IN`、`OUT`或`INOUT`。不过，Fortran中有两种语句没有语句关键字，即赋值语句和语句函数。 - **非语句关键字**：形式语法规则中的一些大写字母序列并非语句关键字，如词法标记`.EQ.`中的`EQ`和作为编辑描述符的`EN`。 - **常量**： - **文字常量**：没有名称的值，如`1.23`、`400`、`( 0.0, 1.0 )`、`"ABC"`、`B’0110110’`、`.TRUE.`。文字常量不能是数组值或派生类型。 - **命名常量**：有名称的值，可以是任何类型，包括派生类型，也可以是数组值。例如： ```fortran REAL, DIMENSION(2), PARAMETER :: X_AXIS = (/0.0, 1.0/) TYPE(PERSON), PARAMETER :: MY_SPOUSE = PERSON( 39, ’PAT’ ) ``` - **运算符**：用于与操作数结合在表达式中产生其他值。语言提供的运算符如`*`（表示数值乘法）、`//`（表示字符连接）、`==`（表示相等比较）、`.OR.`（表示逻辑或）、`.NOT.`（表示逻辑非）。用户也可以定义运算符，以句点开头和结尾，中间最多63个字母，且字母序列不能与任何内置运算符或逻辑常量相同。 - **语句标签**：由1到5位十进制数字组成，其中至少有一位非零。标签用于标识语句，可用于`DO`构造、`CALL`语句、分支语句和输入/输出语句。大多数情况下，同一程序单元中的两个语句不能有相同的标签。例如： ```fortran 100 CONTINUE 21 X = X + 1.2 101 FORMAT (1X, 2F10.2) ``` #### 2. 源格式 Fortran程序由一系列行组成，包括Fortran语句、注释和`INCLUDE`行，这些语句、注释和行的集合称为源文本。Fortran语句由一个或多个完整或部分行的源文本组成，并由低级语法构建。有两种源格式：自由源格式和固定源格式。 ##### 2.1 自由源格式 自由源格式对语句在Fortran行上的位置没有限制，空白字符具有重要意义，可能需要用于分隔词法标记。其规则和限制如下： 1. **空白字符**：除字符上下文外，连续的空白字符被视为单个空白字符。可在标记和分隔符之间自由使用，以提高源文本的可读性。例如： ```fortran SUM=SUM+A(I) SUM = SUM + A (I) ``` 这两条语句是相同的。 2. **行长度**：每行可包含0到132个默认字符类型的字符。如果有非默认字符类型的字符，处理器可能会限制字符数量。 3. **注释**：非字符上下文中的感叹号`!`用于表示注释的开始，注释到行尾结束。注释行的第一个非空白字符是`!`，注释被忽略，不影响Fortran语句的解释。例如： ```fortran ITER = ITER + 1 ! Begin the next iteration. ``` 4. **续行符号**：`&`用作续行符号。如果它是删除注释后最后一个非空白字符且不在字符上下文中，语句将在下一个非注释行继续。例如： ```fortran STOKES_LAW_VELOCITY = 2 * GRAVITY * RADIUS ** 2 * & (DENSITY_1 - DENSITY_2) / (9*COEFF_OF_VISCOSITY) ``` 一个Fortran语句最多允许255个续行。 5. **语句分隔符**：分号`;`用作语句分隔符，但不能是行的第一个非空白字符。例如： ```fortran X = 1.0; Y = 2.0 ``` 6. **标签**：标签可出现在语句之前，但必须与语句至少用一个空白分隔。例如： ```fortran ```