Fortran 内置函数

内置函数是 Fortran 语言中提供的一些常见且重要的函数。我们已经在数组、字符和字符串章节中讨论了其中的一些函数。

内置函数可分为：

数值函数
数学函数
数字查询函数
浮点操作函数
位操作函数
字符函数
类型函数
逻辑函数
数组函数

我们在数组一章中讨论了数组函数。在下一节中，我们将简要介绍其他类别中的所有这些功能。

在函数名称列中，

A 表示任何类型的数值变量
R 代表实数或整数变量
X 和 Y 代表实变量
Z 代表复数变量
W 代表实数或复数变量

数值函数

序号	函数 & 描述
1	ABS (A) 它返回 A 的绝对值
2	AIMAG (Z) 它返回复数 Z 的虚部
3	AINT (A [, KIND]) 它将 A 的小数部分截断为 0，返回一个实数
4	ANINT (A [, KIND]) 它返回一个实数，最接近的整数或整数
5	CEILING (A [, KIND]) 它返回大于或等于数字 A 的最小整数
6	CMPLX (X [, Y, KIND]) 它将实变量 X 和 Y 转换为复数 X+iY；如果 Y 不存在，则使用 0
7	CONJG (Z) 它返回任何复数 Z 的复合型式
8	DBLE (A) 它将 A 转换为双精度实数
9	DIM (X, Y) 它返回 X 和 Y 的正差
10	DPROD (X, Y) 它返回X和Y的双精度实数积
11	FLOOR (A [, KIND]) 它提供小于或等于数字 A 的最大整数
12	INT (A [, KIND]) 它将数字（实数或整数）转换为整数，将实数部分截断为 0
13	MAX (A1, A2 [, A3,…]) 它从参数中返回最大值，所有参数都是相同类型的
14	MIN (A1, A2 [, A3,…]) 它从所有类型相同的参数中返回最小值
15	MOD (A, P) 它返回 A 除以 P 后的余数，两个参数的类型相同 *(A-INT(A/P)P)**
16	MODULO (A, P) 它返回 A 模 P: *(A-FLOOR(A/P)P)**
17	NINT (A [, KIND]) 它返回数字 A 的最接近整数
18	REAL (A [, KIND]) 它转换为实数类型
19	SIGN (A, B) 它返回 A 的绝对值乘以 P 的符号。基本上，它将 B 的符号转换为 A

实例

program numericFunctions
implicit none
   ! define constants
   ! define variables
   real :: a, b
   complex :: z
   ! values for a, b
   a = 15.2345
   b = -20.7689
   write(*,*) 'abs(a): ',abs(a),' abs(b): ',abs(b)
   write(*,*) 'aint(a): ',aint(a),' aint(b): ',aint(b)
   write(*,*) 'ceiling(a): ',ceiling(a),' ceiling(b): ',ceiling(b)
   write(*,*) 'floor(a): ',floor(a),' floor(b): ',floor(b)
   z = cmplx(a, b)
   write(*,*) 'z: ',z
end program numericFunctions

结果为：

abs(a): 15.2344999   abs(b): 20.7688999
aint(a): 15.0000000  aint(b): -20.0000000
ceiling(a): 16  ceiling(b): -20
floor(a): 15  floor(b): -21
z: (15.2344999, -20.7688999)

数学函数

序号	函数 & 描述
1	ACOS (X) 它返回范围 (0，π) 内的反余弦，单位为弧度
2	ASIN (X) 它返回范围 (-π/2, π/2) 内的反正弦，单位为弧度
3	ATAN (X) 它返回范围 (-π/2, π/2) 内的反正切，单位为弧度
4	ATAN2 (Y, X) 它返回范围 (-π, π) 内的反正切，单位为弧度
5	COS (X) 它返回参数的余弦 (以弧度为单位)
6	COSH (X) 它以弧度为单位返回参数的双曲余弦
7	EXP (X) 它返回 X 的指数值
8	LOG (X) 它返回 X 的自然对数值
9	LOG10 (X) 它返回 X 的常用对数 (以 10 为底) 值
10	SIN (X) 它以弧度为单位返回参数的正弦值
11	SINH (X) 它以弧度为单位返回参数的双曲正弦
12	SQRT (X) 它返回 X 的平方根
13	TAN (X) 它返回以弧度为单位的参数切线
14	TANH (X) 它返回以弧度为单位的参数的双曲正切

以下程序分别计算弹丸在时间 t 后的水平和垂直位置 x 和 y：x=u t cos a 和 y=u t sin a-g t2/2

program projectileMotion
implicit none
   ! define constants
   real, parameter :: g = 9.8
   real, parameter :: pi = 3.1415927
   !define variables
   real :: a, t, u, x, y
   !values for a, t, and u
   a = 45.0
   t = 20.0
   u = 10.0
   ! convert angle to radians
   a = a * pi / 180.0
   x = u * cos(a) * t
   y = u * sin(a) * t - 0.5 * g * t * t
   write(*,*) 'x: ',x,'  y: ',y
end program projectileMotion

结果为：

x: 141.421356  y: -1818.57861

数字查询函数

这些函数适用于特定的整数和浮点运算模型。这些函数返回与变量X类型相同的数字的属性，可以是实数，在某些情况下可以是整数。

序号	函数 & 描述
1	DIGITS (X) 它返回模型的有效位数
2	EPSILON (X) 它返回的数字与 1 相比几乎可以忽略不计。换句话说，它返回最小值，使得 REAL( 1.0, KIND(X)) + EPSILON(X) 不等于 REAL( 1.0, KIND(X))
3	HUGE (X) 它返回模型的最大值
4	MAXEXPONENT (X) 它返回模型的最大指数
5	MINEXPONENT (X) 它返回模型的最小指数
6	PRECISION (X) 它返回小数精度
7	RADIX (X) 它返回模型的基础
8	RANGE (X) 它返回十进制指数范围
9	TINY (X) 它返回模型的最小正数

浮点操作函数

序号	函数 & 描述
1	EXPONENT (X) 它返回模型号的指数部分
2	FRACTION (X) 它返回数字的小数部分
3	NEAREST (X, S) 它返回给定方向上最接近的不同处理器编号
4	RRSPACING (X) 它返回给定数字附近模型号相对间距的倒数
5	SCALE (X, I) 它将实数乘以其基数，得到整数幂
6	SET_EXPONENT (X, I) 它返回数字的指数部分
7	SPACING (X) 它返回给定数字附近的模型号的绝对间距

位操作函数

序号	函数 & 描述
1	BIT_SIZE (I) 它返回模型的位数
2	BTEST (I, POS) 位测试
3	IAND (I, J) 逻辑和
4	IBCLR (I, POS) 清除位
5	IBITS (I, POS, LEN) 位提取
6	IBSET (I, POS) 设置位
7	IEOR (I, J) 异或
8	IOR (I, J) 按位或
9	ISHFT (I, SHIFT) 逻辑移位
10	ISHFTC (I, SHIFT [, SIZE]) 循环移位
11	NOT (I) 逻辑补

字符函数

序号	函数 & 描述
1	ACHAR (I) 它返回 ASCII 排序序列中的第 I 个字符
2	ADJUSTL (STRING) 它通过删除任何前导空格并插入尾随空格来调整剩余的字符串
3	ADJUSTR (STRING) 它通过删除尾随空格和插入前导空格来正确调整字符串
4	CHAR (I [, KIND]) 它返回机器特定排序序列中的第 I 个字符
5	IACHAR (C) 它返回字符在 ASCII 排序序列中的位置
6	ICHAR (C) 它返回字符在机器（处理器）指定的排序序列中的位置
7	INDEX (STRING, SUBSTRING [, BACK]) 它返回 STRING 中 SUBSTRING 的最左侧（如果 BACK 为 .TRUE.，则返回最右侧）起始位置
8	LEN (STRING) 它返回字符串的长度
9	LEN_TRIM (STRING) 它返回不带尾随空白字符的字符串的长度
10	LGE (STRING_A, STRING_B) 大于或等于
11	LGT (STRING_A, STRING_B) 大于
12	LLE (STRING_A, STRING_B) 小于等于
13	LLT (STRING_A, STRING_B) 小于
14	REPEAT (STRING, NCOPIES) 重复连接
15	SCAN (STRING, SET [, BACK]) 它返回属于 SET 的 STRING 字符的最左侧（如果 BACK 为 .TRUE.，则返回最右侧）的索引，如果不属于 SET，则返回 0
16	TRIM (STRING) 删除尾随的空白字符
17	VERIFY (STRING, SET [, BACK]) 验证字符串中的字符集

类型函数

序号	函数 & 描述
1	KIND (X) 它返回种类类型参数值
2	SELECTED_INT_KIND (R) 它返回指定指数范围的类型参数
3	SELECTED_REAL_KIND ([P, R]) 实类型参数值，给定精度和范围

序号

函数 & 描述

KIND (X)

它返回种类类型参数值

SELECTED_INT_KIND (R)

它返回指定指数范围的类型参数

SELECTED_REAL_KIND ([P, R])

实类型参数值，给定精度和范围

逻辑函数

序号	函数 & 描述
1	LOGICAL (L [, KIND]) 在具有不同种类类型参数的逻辑类型对象之间进行转换