发布时间 : 星期一 文章Fortran95瀹為獙鎸囧 瀹為獙鍏?瀛愮▼搴?- 鐧惧害鏂囧簱更新完毕开始阅读
实验八 函数与子例行程序
子程序是FORTRAN95提供的重要功能之一，FORTRAN95允许用户自己定义子程序，允许用户通过子程序设计和编写程序。在设计和编写一个复杂的程序时，通常需要使用科学的程序设计方法，如：结构化程序设计方法、模块化程序设计方法、面向对象程序设计方法等，子程序功能完全支持结构化和模块化程序设计方法，结构化和模块化程序设计方法可通过子程序得到应用。使用子程序可提高程序的可读性、可理解性、可维护性和可修改性，是编写高质量、高水平、高效率程序的有效手段。
子程序分内部子程序和外部子程序。内部子程序是包含在程序单元CONTAINS结构中的子程序，只有定义它们的程序单元才能调用执行它们。内部子程序包括函数子程序和子例行程序两类，通常将函数子程序简称为函数，子例行程序简称为子程序。
本次实验是学习和掌握子程序的一次系统实验活动。通过本次实验，能够熟练使用语句函数、内部子程序、外部子程序设计和编写程序，求解比较复杂的实际问题。
一、实验目的
1. 2. 3. 4.
了解函数的有关基本概念，如：函数名称、函数自变量、函数调用、函数表达式等。 掌握语句函数定义、调用、参数的基本内容和使用规则。 掌握使用语句函数设计和编写程序的方法。
了解内部子程序的有关基本概念，如：定义、调用、形式参数、实在参数、参数传递关系等。
5. 掌握内部子程序定义、调用、形式参数、实在参数、参数传递的基本内容和使用规
则。
6. 掌握结构化程序设计方法。
7. 掌握使用内部子程序设计和编写程序的方法。 8. 了解递归概念，掌握递归问题的求解方法。
9. 掌握递归子程序定义、调用、参数传递关系的基本内容和使用规则。 10. 了解外部子程序概念，掌握并行、协调、合作编写大型复杂程序的方法。 11. 掌握外部子程序定义、调用、参数传递关系的基本内容和使用规则。 12. 掌握使用递归和外部子程序设计和编写程序的方法
二、实验内容1
1、问题描述
在解决某工程计算问题时，遇到下列函数：
y(x)?1?2x?x2
1?2x?xln(1?x)p(x)? 1?x2x q(x)?arctan21?x计算x=0.1,0.2,0.3时，上述函数的值，并输出。使用语句函数编写程序实现之。
f(x)?x22
2、算法设计
该问题求解算法比较简单，可使用顺序结构或循环结构实现。 根据分析，设计循环结构算法如下： 算法：
1) 定义语句函数y(x),f(x),p(x),q(x) 2) x=0.1；
3) 如果x>0.3,则转(7)执行； 4) 计算各函数值并输出； 5) x=x+1； 6) 转(3)执行； 7) 结束
3、程序编写
设计和编写程序如下(不完整，请在下划线空白处填充正确内容)： !班级：??? !姓名：??? !日期：??? !语句函数应用 PROGRAM MAIN y(x)=1+2*x+x**2
f(x)= __________________ p(x)=__________________ q(x)= __________________ DO x=0.1,0.3,0.1 yx=y(x) fx=f(x) px=____ qx=q(x)
PRINT*,'x=',x PRINT*,'y(x)=',yx PRINT*, _________ ______,'p(x)=',px PRINT*, 'q(x)=',qx _________ END
4、实验要求
? ? ? ? ? ? ? 分析问题，理解算法，编写程序，将程序填写正确完整。 函数计算必须使用语句函数实现。
在D盘上创建新工作区:shiyan08和新项目:xm81。
在项目xm81内创建源程序文件:xm81.f90,同时在文件中编辑输入程序。 在项目xm81内编译、构建、运行、调试程序。
将输出结果以注释形式编辑输入到源程序文件xm81.f90末尾。
使用FORALL语句改写程序，实现程序的并行处理，提高程序运行和处理速度。
5、实验步骤
? ? ? ? ? ? ? ?
分析问题，理解算法，编写程序。
启动软件开发环境Microsoft Developer Studio。 在D盘上创建新工作区：shiyan08。
在工作区shiyan08内创建新项目：xm81。
在项目xm81内创建源程序文件xm81.f90，编辑输入源程序文本。 编译、构建、运行、调试程序，得到输出结果。 输出结果以注释形式编辑输入到源程序文件末尾。
在工作区shiyan08内创建新项目：xm811，在新项目内创建源程序文件xm811.f90,在文件中编辑输入已改写程序。编译、构建、运行、调试程序，获得输出结果。 使用FORALL语句改写程序如下： PROGRAM MAIN y(x)=1+2*x+x**2
f(x)= __________________ p(x)=__________________ q(x)= __________________
REAL,DIMENSION(____)::yx,fx,px,qx FORALL(____) yx(i)=y(0.1*i) fx(i)=f(0.1*i) __________ qx(i)=q(0.1*i)
____________________ DO I=1,3
PRINT*,'x=',0.1*I PRINT*,'y(x)=',yx(I) PRINT*, _________ ______,'p(x)=',px(I) PRINT*, 'q(x)=',qx(I) ENDDO END
三、实验内容2
1、问题描述
已知二项式公式如下：
0n1n?12n?22rn?rrnn(x?y)n?Cnx?Cnxy?Cnxy?...?Cnxy?...?Cny
r其中：Cn为二项式系数，通过下面公式计算： rCn?n! (r?0,1,2,...,n)
(n?r)!r!5计算(x?y)的二项展开式系数，并输出。通过内部函数子程序计算阶乘和二项式系数，
编写程序实现之。
2、算法设计
分析问题，进行任务分解，得到求解问题的分层结构图，如图8-1所示。根据任务分解图，自行设计和编写主程序来求解总问题，分别设计和编写子程序来求解子问题。根据子问题的具体内容，设计和编写子程序为函数。
图8-1 任务分解及分层结构图
3、程序编写
设计和编写程序如下(不完整，请在下划线空白处填充正确内容)： !班级：??? !姓名：??? !日期：???
!计算n阶所有二项式系数 PROGRAM MAIN INTEGER n,r,p
PRINT'(A\\)','请输入二项式阶数n:' READ*,n
PRINT'(I2,A\\)',n,'二项式系数有:' DO r=0,n
p=_________ PRINT '(I4,2X\\)',p ENDDO PRINT* CONTAINS !计算阶乘函数 FUNCTION fact(n) INTEGER fact,n fact=1 DO i=1,n
fact=_________ ENDDO _________
!计算任意一个二项式系数函数 _________cnr(n,r)
INTEGER cnr,n,r
cnr=fact(n)/( _________) END FUNCTION END
4、实验要求
? 分析问题，分解任务，设计算法，理解程序，将程序填写完整。 ? 阶乘和二项式系数计算要求使用内部函数子程序实现。
? 输入输出数据采用有格式输入输出，使输入输出数据规范、醒目、简洁。