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--FORTRAN77結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)講師：徐紅波Email:第七章數(shù)組

數(shù)組是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)數(shù)組代表一組具有同一類型的變量，把數(shù)組中所包含的變量稱為數(shù)組元素。在程序中通過說明語句聲明數(shù)組。例如：

INTEGERA(1:6)

每個(gè)變量都在內(nèi)存中占有一個(gè)獨(dú)立的存儲單元。例如：

INTEGERA1,A2,A3,A4,A5,A6

這六個(gè)變量所代表的六個(gè)存儲單元在內(nèi)存中的位置是彼此獨(dú)立、互不相關(guān)的。 從終端讀入六個(gè)數(shù)放到這六個(gè)存儲單元中，則需要用以下輸入語句：

READ(*,*)A1,A2,A3,A4,A5,A6

從這六個(gè)數(shù)中找出最小數(shù)，則需要以下一系列語句：

MIN=A1 IF(A2.LT.MIN)MIN=A2 IF(A3.LT.MIN)MIN=A3 IF(A4.LT.MIN)MIN=A4 IF(A5.LT.MIN)MIN=A5 IF(A6.LT.MIN)MIN=A6

數(shù)組是由一組相同類型的變量組成的，每個(gè)元素當(dāng)然也在內(nèi)存中占用一個(gè)存儲單元。與A1、A2、…、A6不同的是，A數(shù)組的這六個(gè)存儲單元在內(nèi)存中是一個(gè)接著一個(gè)排列、彼此緊密相關(guān)的。數(shù)組名A是六個(gè)存儲單元的總名字。 同一個(gè)數(shù)組中的各個(gè)元素用不同的下標(biāo)來區(qū)別，它們的表示形式為A(1)、A(2)、A(3)、A(4)、A(5)、A(6)，下標(biāo)放在緊跟在數(shù)組名后的一對圓括號內(nèi)。在內(nèi)存中A(2)元素的位置必定緊挨在A(1)之后，A(3)元素的位置緊挨在A(2)之后，其它依次類推。 只要給出數(shù)組名和下標(biāo)值就可以確定該數(shù)組元素在內(nèi)存中的位置從而對其進(jìn)行存取。在程序中通過改變下標(biāo)值的方法來引用數(shù)組中不同的存儲單元。 例如，可以通過以下語句從終端給前面說明的A數(shù)組中的六個(gè)變量賦值：

DO10,I=1,6 READ(*,*)A(I) 10 CONTINUE

通過以下語句找出它們之中最小的那個(gè)數(shù)：

IP=1 MIN=A(IP) DO20,I=2,6 IF(A(I).LT.MIN)THEN IP=I MIN=A(IP) ENDIF20 CONTINUE

通過以上例子可以看到，數(shù)組的使用將使程序變得簡潔、靈活、易讀，它是程序設(shè)計(jì)中一種十分有用的工具。使用數(shù)組可以使許多復(fù)雜的算法得以實(shí)現(xiàn)，這些算法用簡單變量是無法實(shí)現(xiàn)的。7.1數(shù)組的說明和數(shù)組元素的引用

使用數(shù)組必須在類型說明語句或在DIMENSION語句中先對數(shù)組進(jìn)行說明。 說明數(shù)組的一般形式如下：

類型說明或DIMENSION數(shù)組說明符,…

其中數(shù)組說明符的形式如下：

數(shù)組名(維說明符,…)

維說明符的組成形式如下：

下標(biāo)下界:下標(biāo)上界7.1.1用類型語句說明數(shù)組

數(shù)組通常在類型說明語句中說明：

REALIA(1:10),ND(80:99),W(1:3,1:2) INTEGERNUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3)7.1.2用DIMENSION語句說明數(shù)組

在上一小節(jié)中說明的IA、ND、W、NUM、A數(shù)組也可以用以下語句說明：

DIMENSIONIA(10),ND(80:99),W(3,2) DIMENSIONNUM(-1:0),A(0:2,0:1,0:3) INTEGERA REALIA,ND DIMENSION語句用來說明數(shù)組，數(shù)組的類型則根據(jù)數(shù)組名的第一個(gè)字母由隱含類型規(guī)則來決定，否則應(yīng)該在類型語句中對數(shù)組名進(jìn)行顯示說明。例如，以上IA、ND是實(shí)型數(shù)組，所以應(yīng)該在REAL語句中說明，而W則可以不在REAL語句中說明，因?yàn)榘措[含類型規(guī)則，名字W的隱含類型就是實(shí)型；A數(shù)組（整型）應(yīng)該在INTEGER語句中說明，而NUM數(shù)組則可以不必另行說明。7.1.3數(shù)組元素的引用數(shù)組元素的引用形式：

數(shù)組名(下標(biāo),...)7.2數(shù)組的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)7.3數(shù)據(jù)的輸入和輸出

假定有以下數(shù)組說明語句：

REALW(3,2) INTEGERA(10)

將以A數(shù)組和W數(shù)組為例介紹對數(shù)組進(jìn)行輸入和輸出操作的三種方式。7.3.1利用DO循環(huán)對數(shù)組進(jìn)行輸入和輸出

從終端鍵盤輸入十個(gè)數(shù)，按順序逐個(gè)放入A(1)到A(10)中

DO10,I=1,10 READ(*,*)A(I)10 CONTINUE

把A(1)、A(3)、A(5)、A(7)、A(9)輸出到終端屏幕上。

DO20I=1,10,2 WRITE(*,*)A(I)20 CONTINUE

雙重循環(huán)將從終端讀入數(shù)據(jù)賦給W數(shù)組中各元素

DO10I=1,3 DO20J=1,2 READ(*,*)W(I,J)20 CONTINUE10 CONTINUE

按列的順序輸出W數(shù)組中的元素值：

DO30,I=1,2 DO40,J=1,3 WRITE(*,*)W(J,I)40 CONTINUE30 CONTINUE

按A數(shù)組元素排列的逆序打印數(shù)組元素的值：

N=10 DO20,I=N,1,-1 WRITE(*,*)A(I)20 CONTINUE

打印出A數(shù)組中前五個(gè)元素的值：

N=5 DO20,I=1,N WRITE(*,*)A(I)20 CONTINUE

每行輸出五個(gè)元素的值: DO20,I=1,10,5 WRITE(*,*)A(I),A(I+1),A(I+2),A(I+3),A(I+4)20 CONTINUE7.3.2在輸入輸出語句中用數(shù)組名來輸入輸出整個(gè)數(shù)組 FORTRAN規(guī)定在輸入輸出語句中可以出現(xiàn)數(shù)組名。如：

WRITE(*,*)A

相當(dāng)于: WRITE(*,*)A(1),A(2),A(3),A(4),…,A(10)

輸入輸出語句中的數(shù)組名可以是任意維數(shù)的。例如以上說明的3*2的W數(shù)組是二維的，可以用以下語句輸出W數(shù)組：

WRITE(*,*)W

相當(dāng)于：

WRITE(*,*)W(1,1),W(2,1),W(3,1),W(1,2),W(2,2),W(3,2)7.3.3在輸入輸出語句中使用隱含DO循環(huán)

以下輸出語句的輸出項(xiàng)中包含了一個(gè)隱含的DO循環(huán)，它將輸出A數(shù)組中A(1)到A(5)元素。

N=5 WRITE(*,*)(A(I),I=1,N)

相當(dāng)于：

WRITE(*,*)A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)

下面的輸出語句將輸出A數(shù)組中下標(biāo)為奇數(shù)的五個(gè)元素的值：

WRITE(*,*)(A(I),I=1,10,2)

相當(dāng)于：

WRITE(*,*)A(1),A(3),A(5),A(7),A(9)

下面的輸出語句在每次循環(huán)時(shí)將同時(shí)輸出下標(biāo)的值：

WRITE(*,*)(I,A(I),I=1,10,2)

隱含DO循環(huán)可以多層嵌套，例如下面的輸出語句將首先輸出W數(shù)組第一行中的元素，然后輸出第二行、第三行的元素。

WRITE(*,*)((W(I,J),J=1,2),I=1,3)

由以上所舉例子可以看出，利用隱含DO循環(huán)時(shí)，輸入輸出的次序和格式可由程序員來控制。 隱含DO循環(huán)通常用于對數(shù)組的輸入或輸出，但也可用于對一般變量的輸入或輸出。例如：

WRITE(*,*)(A,B,I=1,3)

相當(dāng)于：

WRITE(*,*)A,B,A,B,A,B

又如以下語句：

WRITE(*,*)(I,I=1,10)

相當(dāng)于：

WRITE(*,*)1,2,3,4,5,6,7,8,9,107.4給數(shù)組賦初值（使用DATA語句）

通過DATA語句給變量或數(shù)組賦初值。例如：

DATAA,B,C/-1.0,-1.0,-10/

或者寫成：

DATAA/-1.0/,B/-10/,C/-1.0/ DATA語句的一般形式如下：

DATA變量表/初值表/,變量表/初值表/,…

變量表中可以出現(xiàn)變量名、數(shù)組名、數(shù)組元素名、隱含DO循環(huán)；初值表中只允許出現(xiàn)常量，不允許出現(xiàn)任何形式的表達(dá)式。變量表中的變量個(gè)數(shù)與對應(yīng)初值表中常量的個(gè)數(shù)必須相同，類型按從左到右的順序一一對應(yīng)相同。變量表中變量之間、初值表中初值之間都用逗號隔開。

對于以上所舉的DATA語句，由于A、B、C三個(gè)變量都賦初值-1.0，所以可簡寫如下：

DATAA,B,C/3*-1.0/

當(dāng)在DATA語句中的變量表中出現(xiàn)數(shù)組名時(shí)，初值表中常量的個(gè)數(shù)必須與元素的個(gè)數(shù)相同。例如：

CHARACTER*6CHN(10) DATACHN/10*’abcdef‘/

給數(shù)組中部分元素置初值，可以在變量表中利用隱含DO循環(huán)。例如：

INTEGERNUM(1000) DATA(NUM(I),I=1,500)/500*0/,(NUM(I),I=501,1000)/500*1/

DATA語句是非執(zhí)行語句，可以出現(xiàn)在程序中說明語句之后、END語句之前的任意行上。程序在編譯期間給變量賦初值，因?yàn)槌绦蛑幸粋€(gè)變量只能有一個(gè)初值，如果程序中有多個(gè)DATA語句給同一個(gè)變量賦初值，則以最后一條DATA語句所賦初值為準(zhǔn)。在程序執(zhí)行期間DATA語句不起任何作用。 以下程序中給I所賦的實(shí)際初值為10：

DATAI/0/ WRITE(*,*)‘1.I=’,I I=I+1 DATAI/10/ WRITE(*,*)‘2.I=’,I END7.5程序舉例

[例7.1]輸入10名學(xué)生的學(xué)號和一門課的考試成績，把高于平均分的學(xué)生學(xué)號和成績打印出來 PARAMETER(NUMST=10) CHARACTER*7NUM(NUMST) DIMENSIONS(NUMST) REALAVE,SUM READ(*,*)(NUM(I),S(I),I=1,NUMST) SUM=0.0 DO10,I=1,NUMST,1 SUM=SUM+S(I)10 CONTINUE AVE=SUM/NUMST DO20,I=1,NUMST,1 IF(S(I).GE.AVE)WRITE(*,*)NUM(I),S(I)20 CONTINUE END

[例7.2]輸入10名學(xué)生一門課的考試成績，統(tǒng)計(jì)各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)

用數(shù)組的元素作為各分?jǐn)?shù)段的計(jì)數(shù)器。凡是0-9分用下標(biāo)為0的計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)，11-19分用下標(biāo)為1的計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)，故成績與數(shù)組下標(biāo)的關(guān)系如下：

READ(*,*)S K=S/10 C(K)=C(K)+1

PARAMETER(NS=10)

INTEGERCOUNTER(0:10) DIMENSIONS(NS) DATACOUNTER/11*0/ READ(*,*)(S(I),I=1,NS) DO10,I=1,NS,1 IF(S(I).LE.100.AND.S(I).GE.0)THEN K=S(I)/10 COUNTER(K)=COUNTER(K)+1 ENDIF10 CONTINUEWRITE(*,*)COUNTER END[例7.3]順序查找 PARAMETER(NA=10) INTEGERA(NA),X,P

DATAA/55,62,93,87,10,23,38,71,35,91/ READ(*,*)X WRITE(*,*)(A(I),I=1,NA) P=1 DO10WHILE(X.NE.A(P).AND.P.LT.NA) P=P+110 CONTINUE IF(X.EQ.A(P))THEN WRITE(*,*)X,P ELSE WRITE(*,*)X,‘Couldnotbefound’ ENDIF END[例7.4]折半查找序號 A數(shù)組元素值 查找x(x=68)1 10<-TOP2 173 204 225 316 447 518 59<-MID9 68 <-TOP <-TOP <-TOP<-BOT<-MID10 73 <-MID11 89 <-BOT12 95 <-MID13 12014 13315 137<-BOT <-BOT (a)(b)(c) (d) PARAMETER(NA=15) INTEGERA(NA),TOP,BOT,MID,X LOGICALFIND DATAA/10,17,20,22,31,44,51,59,68,73,89,95,120,133,137/ READ(*,*)X FIND=.FALSE. TOP=1 BOT=NA DO10WHILE(TOP.LE.BOT.AND..NOT.FIND) MID=(TOP+BOT)/2 IF(X.EQ.A(MID))THEN FIND=.TRUE. WRITE(*,*)X,‘Hasbefound,on‘,MID,‘thposition’ ELSEIF(X.LT.A(MID))THEN BOT=MID-1 ELSE TOP=MID+1 ENDIF10 CONTINUE IF(.NOT.FIND)WRITE(*,*)X,‘Hasnotbefound’ END[例7.5]把數(shù)組中所有的數(shù)都向后移動(dòng)一個(gè)位置，最后一個(gè)數(shù)移到最前面 PARAMETER(NA=10) INTEGERA(NA),X DATAA/55,62,93,87,10,23,38,71,35,91/ WRITE(*,*)(A(I),I=1,NA) X=A(NA) DO10,I=NA-1,1,-1 A(I+1)=A(I)10 CONTINUE

A(1)=X WRITE(*,*)(A(I),I=1,NA) END[例7.6]把一個(gè)數(shù)插到有序數(shù)列中，插入后數(shù)列仍然有序

INTEGERA(20),X DATA(A(I),I=1,10)/14,25,28,33,45,56,68,72,81,95/

WRITE(*,*)‘Enteranumbertoinsert:’ READ(*,*)X NA=10 WRITE(*,*)(A(I),I=1,NA) P=1 DO10WHILE(X.GT.A(P).AND.P.LE.NA)

P=P+110 CONTINUE DO20,I=NA,P,-1 A(I+1)=A(I)20 CONTINUE A(P)=X NA=NA+1

WRITE(*,*)(A(I),I=1,NA) END[例7.7]從存有N個(gè)字符的字符數(shù)組中刪去指定的字符 PARAMETER(NC=20) CHARACTERC(NC),CH INTEGERP,N DATAC/NC*’‘/ READ(*,*)N READ(*,*)(C(I),I=1,N)

READ(*,*)CH N0=N

P=1 DO10WHILE(P.LE.N) DO20WHILE(CH.NE.C(P).AND.P.LE.N) P=P+120 CONTINUE IF(CH.EQ.C(P))THEN DO30I=P,N-1 C(I)=C(I+1)30 CONTINUE N=N-1 ENDIF10 CONTINUE IF(N.NE.N0)THEN WRITE(*,*)(C(I),I=1,N) ELSE WRITE(*,*)CH ENDIF END

[例7.8]選擇法排序 PARAMETER(N=8) INTEGERA(N),P DATAA/15,8,4,13,6,10,17,1/ WRITE(*,*)(A(I),I=1,N) DO10J=1,N-1 P=J DO20I=J+1,N IF(A(I).LT.A(P))THEN P=I ENDIF20 CONTINUE K=A(J) A(J)=A(P) A(P)=K10 CONTINUE WRITE(*,*)(A(I),I=1,N) END[例7.9]輸入若干名學(xué)生的學(xué)號和四門課的考試成績，計(jì)算出每位學(xué)生的平均分，打印出成績表（學(xué)生人數(shù)不多于35人） PARAMETER(NR=35,NC=4) REALS(NR,NC),AVE(NR) CHARACTER*6NUM(NR) N=1

READ(*,*)NUM(N),(