数据使用指南

### 数据使用指南 #### 1. 常量与变量 常量是值不能改变的量，对常量的引用是被允许的，但常量不能被重新定义。常量有以下两种形式： - 字面常量 - 命名常量 每种内置类型都有指定其类型、类型参数和值的字面常量形式。对于用户定义类型，有结构构造函数来指定类型的值。数组构造函数用于形成任何内置或用户定义类型的数组值。 变量可以是任何类型，但在某些上下文中，变量必须是特定类型。在大多数情况下，如逻辑变量、字符变量或默认字符变量等术语提供了精确的限制。具有常量父对象的子对象不是变量，也可能不是常量，它被归类为常量的子对象。 #### 2. 指示符 数据对象可以有指示符，如 A 或 B(I)。指示符有以下几种类型： - 对象名 - 数组元素 - 数组段 - 结构组件 - 子字符串 单个对象是标量，一组相同类型和类型参数的标量对象可以排列成数组。数组的秩在 1 到 7 之间，标量的秩为 0。数组元素是数组中的一个标量元素，数组段是数组元素的一个子集，结构组件是派生类型对象的一个组件，子字符串是字符字符串的一个连续部分。 指示符的形式为： ```plaintext part [ % part ]... [ ( substring-range ) ] ``` 其中 part 的形式为： ```plaintext part-name [ ( section-subscript-list ) ] ``` 子字符串范围的形式为： ```plaintext [ starting-position ] : [ ending-position ] ``` 起始和结束位置必须是标量整数表达式。 部分下标有以下几种类型： - 下标 - 下标三元组 - 向量下标 指示符的规则和限制如下： 1. 如果指示符以子字符串范围结尾，最右边的部分名必须是字符类型。 2. 如果出现子字符串范围且最右边的部分名具有维度属性，则最右边的部分必须有部分下标列表。 3. 在包含部分下标列表的部分中，部分下标的数量必须等于部分名的秩。 确定有效指示符分类的规则如下： 1. 单部分指示符可以指定任何类型的标量或数组、子字符串、数组元素或数组段。 2. 如果出现子字符串范围且没有部分的秩大于 0，则指示符指定子字符串。 3. 如果除最右边部分外没有部分的秩大于 0，且最右边部分有下标列表，则指示符指定数组元素。 4. 如果除最右边部分外有部分的秩大于 0，或最右边部分包含至少一个下标三元组或向量下标的部分下标列表，则指示符指定数组段。 5. 如果有多个部分且前面的情况都不成立，则指示符指定结构组件，该组件可以是标量或整个数组。 以下是一些指示符分类的示例： ```fortran TYPE PERSON INTEGER AGE CHARACTER (LEN = 40) NAME END TYPE PERSON TYPE(PERSON) CHIEF, FIREMEN(50) CHARACTER (20) DISTRICT, STATIONS(10) DISTRICT(1:6) ! substring STATIONS ! array of character strings STATIONS(1) ! array element (character string) STATIONS(1:4) ! array section of character strings STATIONS(1)(15:16) ! substring of an array element STATIONS(:)(15:16) ! array section (of substrings) CHIEF%AGE ! structure component (integer scalar) FIREMEN(I) % AGE ! structure component (integer scalar) FIREMEN%AGE ! array section (of integers) ``` #### 3. 类型参数查询 内置或用户定义类型的对象可能有类型参数。内置类型有种类和长度类型参数，用户定义类型可能有用户命名的参数，如 SIZE 或 NUM。类型参数查询返回数据对象的类型参数值，形式为： ```plaintext designator % type-parameter-name ``` 类型参数查询虽然语法与结构组件引用相似，但语义不同。它不是变量，不能在赋值语句中定义，只能作为表达式的主元或实际参数出现。即使指示符是数组，它也是标量，且指示符不必定义。内置函数 KIND 和 LEN 也可用于查询某些类型参数。 类型参数查询的规则和限制如下： 1. 查询的类型参数名必须是指定指示符类型的类型参数名。 2. 未关联的指针或未分配的可分配对象的延迟类型参数不能被查询。 以下是类型参数查询的示例： ```fortran INTEGER, PARAMETER :: DOUBLE = KIND (0.0D0) REAL (DOUBLE) :: X, TEMP (20) CHARACTER (10) :: TITLE TYPE PROPERTIES (NUM) INTEGER, LEN :: NUM REAL :: ACREAGE (NUM) END TYPE TYPE (PROPERTIES(:)), ALLOCATABLE :: LIST ALLOCATE (TYPE (PROPERTIES (NUM = 1000)) :: LIST (100) ) X % KIND ! Same value as KIND (X) TITLE % LEN ! Same value as LEN (TITLE) TEMP(10) % KIND ! Same value as KIND (TEMP) LIST % NUM ! 1000 because LIST has been allocated with NUM = 1000 ``` #### 4. 子字符串 字符字符串由零个或多个字符组成，在 Fortran 中，字符字符串是标量，这与其他语言（如 C）不同。可以声明字符字符串数组，且所有元素长度相同。 子字符串是父字符串的一个连续部分，有起始和结束位置。父字符串可以是以下几种类型： - 标量变量名 - 数组元素 - 标量结构组件 - 标量常量 子字符串的规则和限制如下： 1. 子字符串的父字符串必须是字符类型，子字符串也是字符类型。 2. 子字符串是从起始位置到结束位置的连续字符序列。如果省略起始位置，默认值为 1；如果省略结束位置，默认值为字符字符串的长度。 3. 字符字符串或子字符串的长度可以为 0，但不能为负。当起始位置大于结束位置时，会产生长度为 0 的字符串。字符串长度的计算公式为： ```plaintext MAX ( en ```