fortran第章 基本计算(三)循环控制结构

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1、第11章 基本计算(三)循环控制结构上章讨论的控制结构的特点是通过判别条件来对结构内的块进行选择，所对应的算法结构，最简单的例子，就是解一元二次方程，在输入方程所以的参数值之后，需要首先计算一个判别式，然后根据判别式的值，再选择使用哪个公式，也就是计算的途径，才能够给出最终的解。在本章所讨论的控制结构的特点则是针对结构内的块进行多次的重复运算，每完成一次运算，都判别一下是否需要把此次运算结果作为输入，再进行一次运算。这种控制结构所对应的算法结构，一个最简单的例子，就是求级数的部分和。我们知道对于具有通项表达式的级数，求它的部分和的每一

2、项，总是需要进行同样的运算过程，如果使用按照序列形式排列的程序结构，那么需要计算多少项，就需要写下多少条语句，把它们顺序排列下来，才能做到程序走一遍即完成计算。这样的算法设计显然是没有利用运算过程里所表现的循环结构，如果使用一种控制结构与循环过程对应，让程序的运行能够重复表示通项公式的表达式计算，就能够用一个表达式代替所有项的表达式，显然更加合理。【例11-1】设有一个级数：如果要求级数在N=K时的值，如果一定要使用序列结构的程序，那么在程序当中肯定会出现如下K个表达式顺序排列的情形：…   I=1   SUM=1/I**3   I=

3、2   SUM=SUM+1/I**3   I=3   SUM=SUM+1/I**3   …   I=K   SUM=SUM+1/I**3由于这K个表达式是一样的，因此如果使用如下的一个控制结构，只需要使用一个表达式赋值语句，就可以表示整个循环运算过程：   …   SUM=0.0   DOI=1，K      SUM=SUM+1/I**3   ENDDO上面的控制结构，就是本章所要讨论的DO结构。实际上这是一种基本的计算过程，为很多重要算法的实现提供了基础。FORTRAN语言提供用来进行循环控制的主要结构就是DO结构，因此本章主要讨论

4、的就是DO结构。最后还会简略的讨论有关分支转移的实现问题，尽管它们不属于循环控制，但是由于在现代结构性编程风格的要求下，这种分支转移是一种过时的方式，因此简略地附加在本章后面。11.1 DO结构DO结构包含0个或多个语句或结构，它们在DO结构的其他部分的控制下进行重复运行。这些被重复运算的语句或结构构成一个循环，DO结构控制了该循环的运行次数。DO结构的运行分为如下步骤：●   如果DO结构由一个DO变量控制，那么决定循环次数的该表达式的值首先需要计算出来；●   然后决定循环部分是否运行；●   如果运行循环部分，则完成循环后，更新

5、DO变量，再进入第二个步骤；如果不需要运行循环部分，则退出该DO结构，进入程序的后续部分。其中对于DO结构的循环部分的控制方式有3种：●   利用一个循环变量从初始DO语句开始，以确定的方式增长(也可能是负方向增长)， 该变量作为一个循环计数器，它的取值变化的次数标记了循环的次数；●   利用WHERE条件；●   使用简单DO结构，或者称为“永远DO”。显然这种方式需要一个可执行语句来终止DO结构，例如EXIT语句，可以用来退出循环。从DO结构的整体构造来看，DO结构分为两种形式：●   DO结构块；DO结构本身构成一个块结构，总是

6、使用一个ENDDO语句或CONTINUE语句来终止DO结构的运行。 ●   非块DO结构。 非块DO结构本身不构成一个块状结构，它或者使用一个作用语句或结构来终止该DO结构的运行，或者与其他DO结构共享一个终止语句。这两种形式具有相同的功能，都可以使用DOWHERE与“永远DO”的循环形式，但是非块DO结构属于早期FORTRAN版本的遗留物，是在还不重视结构化编程的时代的产物，因此是过时的表达方式，现代FORTRAN语言不提倡使用。下面是一个DO结构块的例子。【例11-2】   DOI=1，N       SUM=SUM+X(I)  

7、 ENDDO下面是执行与上例同样的计算任务的非块DO结构的例子。【例11-3】      DO100I=1，N   100SUM=SUM+X(I)11.1.1 DO结构块的形式DO结构块就是使用不与其他DO结构共享的ENDDO语句或CONTINUE语句作为终止语句的DO结构。它的一般句法形式(R817)为：   [do-construct-name：]DO[label][loop-control]              [execution-part-construct]…   [label]ENDDO其中循环控制(loop-co

8、ntrol)的句法形式(R821)为：   [，]scalar-integer-variable-name=&       scalar-integer-expression，scalar-integer-express