Question

a) 程序总体构造

Fortran90 程序是一种分块形式的程序，整个程序由若干个程序模块组成。各模块都有相似的语句组织形式，其中主程序起整体控制作用，各辅程序模块各自完成问题中的一个算法。在解决一个比较复杂的问题时，先把求解的问题分解为若干相对独立的子算法，每一个子算法编为一个辅程序，然后按搭积木一样将各有关程序模块组成一个程序。主程序依次调用各辅程序模块，控制各子算法的实施，通过主程序对子程序的调用，形成程序的整体运行，完成问题的解。

若某一子程序算法仍复杂，可再把它分解为若干更小的算法，分别编写为更低一层次的辅程序，由其他辅程序分别去调用。这种情况可以类推到其它子程序或更低一层次。所以，Fortran 程序＝n 个程序单位＝1 主程序单位＋(0～n-1) 个子程序单位。在最简情况下, Fortran 程序只由一个主程序构成而没有辅程序，所有算法都由主程序自身完成。按现代要求，即使功能比较简单的问题，也最好写成主程序调用辅程序的形式，以便于维护。

F77 中定义的辅程序对所有其它辅程序都是公开的，即除自己本身以外都可以加以引用。而在 F90 中，辅程序可以被本身应用，且可以定义不能被其它辅程序应用的内部辅程序。

b) 程序单位

主程序

[PROGRAM 程序名] ←语句可省略

.....

END [PROGRAM [程序名]] ←END 必须有

辅程序（过程)

SUBROUTINE 子程序

FUNCTION   函数

BLOCK DATA 块数据

MODULE     模块 (F90)

内部过程　 CONTAINS (F90)

程序单位是 Fortran 中的基本成分，包括主程序、辅程序、块数据单元和内部过程。辅程序可以是函数辅程序或子程序辅程序。模块中包含可由其他程序单位访问的各种实体。块数据单元用来对有名公用块的数据对象规定初始值。一个执行程序总是由一个主程序单位和任意个（可以为零) 其他类型的程序单位组成，任何程序单位都不能调用主程序。在主程序中定义的内部过程必须跟在 CONTAINS 语句之后，主程序是它的内部程序的宿主。过程包括函数和子程序，对一个子程序的引用是通过 CALL 语句或定义的赋值语句来引用的。

MODULE 过程在主程序中通过 USE 语句与之相联系。模块用于组装若干功能（如过程、类型定义、语义扩展等) 为一集团，是 F90 中极具柔软性的程序单位，它取代了 F77 中的某些不安全的特性。

BLOCK DATA 辅程序的用处是定义全局常数或全局初始化，在 F90 中是不推荐使用的，其功能已被 MODULE 和 USE 取代。

c) 程序体和语句顺序

各程序单位（除模块程序单位外) 的程序体形式相同，共分两部分：前面是说明部分，后面是执行部分（模块程序单位只有说明部分)，两部分之间没有确切的分界，紧密衔接，但不准彼此穿插。即：程序单位＝单位起始语句＋程序体＋单位结束语句。程序体＝说明部分＋执行部分。

Fortran 要求严格的语句顺序。在每个程序单位中，根据语句种类按如下的次序排列。F77 中的顺序可简单归纳为：

PROGRAM，FUNCTION，SUBROUTINE，BLOCK DATA 等程序单位开始语句

变量类型和语句函数等定义语句　　　　　(说明部分)

执行语句，DATA 语句，FORMAT 语句　　 　(执行部分)

END 语句

在 F90 中将新增加的语句功能综合后，其顺序为：

PROGRAM, FUNCTION, SUBROUTINE, MODULE, BLOCK DATA
USE
FORMAT　ENTRY	IMPLICIT NONE
	PARAMETER	IMPLICIT
	PARAMETER & DATA	定义：派生类型、接口块、变量类型、语句函数
	DATA	执行结构
CONTAINS
内部过程或模块过程
END

整个程序中只能有一个 PROGRAM，一个 BLOCK DATA，可以有多个各自命名的 FUNCTION 和 SUBROUTINE 辅程序。

d) 英文名

变量名和程序名等使用的英文名是由(F77：6；F90：31) 个字符（包含英文字母 A-Z、数字 0-9、F90:下划线 _) 构成，且第一个字符必须是字母。其英文名的有效使用范围原则上限于一个程序单位之内（内部过程除外）。如下面的语句是错误的：

INTEGER :: 1A ! 不是以字母开头

INTEGER :: A_name_made_up_of_more_than_31_letters !　太长

INTEGER :: China:0 ! 含有不允许的字符

INTEGER :: A-3 ! 减号在此是无意义的

Fortran 没有规定保留字，即可以用函数名或语句定义符作变量名。但为了避免混淆，建议不要使用 Fortran 中已有特定含义的字作变量名。如 SIN 是正弦函数的名字，如果有以下语句：

SIN＝3.5

PRINT *，SIN

则语句中的 SIN 是变量名而不代表正弦函数。系统会根据它后面有无自变量而作出判断，又如：

READ *，PRINT

此时 PRINT 是一个变量名而不代表“打印输出”的操作。系统会认定语句的第—个字 READ 为代表操作的语句定义符，而把 PRINT 作为 READ 语句中读数的变量。但在同一个程序单位（主程序或子程序分别是一个程序单位) 中，变量名和函数名或语句定义符不能同名。以下是错误的：

SIN＝3.5

A＝SIN*SIN(2.0)

PRINT *，PRINT

e) 标号和标签

可在语句开头加上标号或标签，用于指定特定的语句。有效范围限于一个程序单位内。

标号：1-5 位的 10 进制整数，且至少一位不为 0，前导 0 不起作用。F90 中，不可对空语句加上语句标号。

标签：英文名，后面接“:”（冒号） (F90)

例：

DO 10 k = 1,100

...

10 CONTINUE

注：不能使用整型变量来指定转向语句的标号。如下是错误的。

n = 10

GOTO n

例： (F90)

DO k = 1,100

loop2: DO

....

END DO loop2 !已有标签名时不能省略标签名。

END DO