循环结构的Fortran程序设计

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1、2021/9/21第四讲循环结构程序设计循环结构在程序设计中广泛使用，是一种非常重要的程序结构。其基本思想是重复，即重复执行某些语句、以完成大量的计算要求。但是，循环不是简单的重复，因为尽管每次都执行相同的语句，但是在循环过程中变量在变化，而且完成了循环次数或在一定的条件下能退出循环。本讲介绍Fortran90实现循环结构的2种方法：1、do循环结构；2、dowhile循环结构。循环次数事先可以确定下来，用do语句实现循环，非常方便。比如，当x=1、2、3、…、10时，分别计算lnx和sinx的值，用do循环实现的程序如下：2021/9/22§1用d

2、o语句实现循环IntegerxDox=1,10,1Print*,x,log(x*1.0),sin(x*1.)EnddoEnd2021/9/23一、do循环的一般格式doi=e1,e2,e3(do语句)循环体(执行的操作)enddo(结束语句)其中：（1）i代表循环变量（可为整型或实型）；（2）e1,e2[,e3]称为参数表达式，分别为循环变量的初值、终值和步长；（3）循环体是循环过程被重复执行的语句组；（4）enddo是循环结束的终端语句，其与do语句配合使用。比如，计算5！Integerm,nm=1Don=1,5,1m=m*nEnddoPrint*

3、,mend2021/9/24说明：（1）步长为1时，表达式e3可以省略。比如“doi=1,10,1”与“doi=1,10”相同。（3）参数表达式“i=e1,e2,e3”表示循环次数为：r=max(int((e2-e1+e3)/e3),0)比如：doi=10,1,-2的循环次数r=5，而doi=10,1,2的r=0（即不循环），注意：1、步长不能为0；2、循环次数不能为0。（2）循环变量与参数表达式数据类型不一致时，其处理方法与赋值语句相同，即先计算参数表达式、并把结果转换成循环变量类型，然后进行处理。比如，“doi=1.3,5.9,2.6”相当于“d

4、oi=1,5,2”IntegeraDoa=1.3,5.9,2.6Print*,aEnddoEnd输出为：1352021/9/25二、do循环的执行过程Do循环的执行过程可示意为右图，说明如下：计算e1,e2,e3的值e1→i计算循环次数rr=0?执行循环体i+e3→ir-1→renddo下面的语句是否（1）循环体指do语句和enddo语句之间的语句，不包括do语句，因此do语句在循环过程中只执行一次。如果循环参数表达式中含变量，那么即使在循环体中改变变量的值，循环参数并不改变。比如：Integera,b,c,Ia=1;b=7;c=2Doi=a,b,c

5、+1a=2;b=b+a;c=c*iPrint*,i,a,b,cEnddoEnd输出为：129242118721356进入do循环后，首先计算出循环变量i的初值1、终值7、步长3（即执行do语句），尽管在循环体中改变了变量a、b、c的值，但是循环变量的初值、终值、步长不再变化。2021/9/26（2）由于在循环过程中，循环变量会自动按循环要求变化，因此不能在循环体内给循环变量进行赋值。IntegeriDoi=1,5,2i=i+1Print*,iEnddoEndErrorfor3598:assignmenttoDovariableidetectedbet

6、weeniand=（3）由于每循环一次循环变量自动增加一个步长的值，因此退出循环后循环变量的值，比最后一次循环时循环变量的值多1个步长。Integeri,mDoi=1,10,2m=iEnddoPrint*,i,mEnd输出为：119三、do循环举例例1：输入x、n，计算输出:分析：累加项可表示为递推Fi=Fi-1*x/i，用赋值语句F=F*x/i来实现。重复加是循环操作，程序为：2021/9/27Integern,iRealx,F,yRead*,x,nF=1.0Y=1.0Doi=1,nF=F*x/iY=Y+FEnddoPrint*,’x=’,x,’n

7、=’,nWrite(*,*)’y=’,yEnd从键盘输入：3,3↙输出为：x=3.0n=3y=13.02021/9/28例2：输入一个整数，判断并输出是否为完数（除自身外所有因子之和等于本身的数），比如6=1+2+3，所以6是完数。分析：因为找一个整数的因子及求它们的和可以用循环来实现，而用选择结构可进行判断与输出其是否为完数，程序为：Integerm,i,sumRead*,mSum=0Doi=1,m/2！求除本身之外的因子及之和If(mod(m,i).eq.0)sum=sum+iEnddoif(m.eq.sum)thenWrite(*,*)m,”是

8、完数”ElsePrint*,m,’不是完数’Endifend2021/9/29例3：找出3位整数中全部的水仙