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文件
计算机系统中, 一切都是文件, 在我们进行输入输出时, 如果直接在全部用手输入到屏幕上或者是将数据全部输出到屏幕上都不是很好的办法。 当数据量变大时, 从键盘输入的方式显得低效, fortran可以对操作系统中的文件进行各种操作。 9.1 文件操作 9.1.1 OPENfortran 提供了open函数将文件读取进内存中, 函数原型如下: open(unit, file[, form, status, access, recl, err, iostat, blank, position, action, pad, delim])其中 unit 和 file 为必填字段。 unit: 给定文件打开后的端口号file: 文件的路径 比如下面的语句将打开一个文件，并给定10作为其端口号。 open(unit=10, file="in.txt")文件打开后, 可以将write/read语句中的端口号改为文件的端口号来对文件进行操作。 如: program write_file_demo implicit none open(unit=10, "demo.txt") write(10, *) "Hello" ! ^^^ ! 文件端口 end program各个参数简单介绍: form 参数 只有两个可选选项 formatted 或 unformatted。 默认为formatted. formatted:按照文本文件格式来进行输入输出。unformatted:将按照二进制格式进行输入输出。status 参数 指定文件打开时的状态。 有五个可选选项new, old, replace, scratch, unknown 默认值为unknown。 new: 文件原先不存在,如果打开时文件已存在，则会报错。old: 文件已经存在, 如果打开时文件不存在，则会报错。replace: 如果文件已经存在则会覆盖老文件, 如果不存在则新建。scratch: 文件会被自动命名, 系统将会打开一个暂存盘, 程序运行结束后文件消失。unknown: 不同编译器不同, 一般为replaceaccess 参数 指定文件的读取状态 两个可选参数 sequential, direct 默认为 sequential sequential: 按照文件顺序逐一读取文件direct: 直接读取文件recl 参数 顺序模式时，指定一次读取文件内容的最大值。 直接模式时，指定文件中每一个模块单元的长度。 err 参数 当读取文件出现错误时，程序会跳转到err所在的代码继续执行。 iostat 参数 表明文件打开的状态，接收一个整形参数。 参数 > 0, 文件操作发生错误参数 = 0, 文件操作成功参数 < 0, 文件终止blank 参数 输入数字时, 当所设置的文件字段中有空格所在时代表的意义。 有两个可选字段 NONE 和 ZERO。 NONE: 无意义 ZERO: 空格表示0 position 参数 文件打开时所在的位置。 有三个可选字段 asis, rewind, append。 默认为 asis asis 文件打开时的位置, 一般为开头。rewind 移动到文件的开头。append 移动到文件的结尾。action 参数 文件打开后的权限。 有三个可选字段read, write, readwrite。 默认为readwrite read 打开后文件只可读。write 打开后文件只可写。readwrite 打开后文件可读写。pad 参数 格式化输入时不足是否填入空格。 有两个可选字段yes, no。 默认为no yes 格式化输入时, 不足的位会填入空格。no 格式化输入时, 不足的为不会填入空格。delim 参数 格式化输出字符串时是否加引号。 三个可选字段none, quote, apostrophe none 直接输出quote 增加单引号apostrophe 增加双引号 9.1.2 inquire该函数用于查询文件的状态。 比如使用inquire查询文件是否存在。 !> program 9-1 program inquire_demo implicit none character(len=*), parameter :: filename = "in" logical :: exists inquire(file=filename, exist=exists) if (exists) then write(*, *) "file: ", filename, " exist." else write(*, *) "file:", filename, " don't exist." end if end program当然, inquire还有其他功能, 其所有的参数如下: unit 需要查询的文件通道 file 需要查询的文件名 iostat 文件输入输出情况 stat > 0 操作错误stat = 0 操作成功stat < 0 文件终了err 发生错误后会转到指定的代码运行 exist 文件是否存在 opened 是否已经被打开 number 查询文件所在代码 named 文件是否有名字。(判断文件是否为暂存文件) access 查询文件读取格式。 返回为sequential, direct, undefiend中的一个。 sequential 查询文件是否为顺序格式 返回为YES, NO, UNKNOWN中的一个 direct 查询文件是否使用直接格式。 返回值为YES, NO, UNKNOWN. form 查看文件的保存方法。 FORMATTED, UNFORMATTED, UNDEFINED中的一个。 formatted 查询文件是否为文本读取方式。 返回值为YES, NO, UNKNOWN. unformatted 查询文件是能否为二进制文件 返回值为YES, NO, UNKNOWN。 recl 返回文件open时设置的recl值。 nextrec 返回下一次文件读写位置 blank 文件 open时 blank参数所给定的字符 position 返回打开文件时position所给定的字符串。 可以是APPEND, ASIS, UNDEFINED action 查询文件打开时action所赋值的字符串。 read 查询文件是否可读 返回值为YES, NO, UNKNOWN。 write 查询文件是否可写 返回值为YES, NO, UNKNOWN。 readwrite 查询文件是否可读写。 返回值为YES, NO, UNKNOWN delim 打开文件时, delim字段设置的字符。 pad 打开文件时, pad设置的字符。 9.1.3 其他指令 BACKSPACE backspace(unit, err, iostat) 把文件的读写位置退回一步。REWIND rewind(unit, err, iostat) 退回到文件开头。CLOSE close(unit, status, err, iostat) 关闭文件. 其中status字段可以是: keep: 关闭文件后保存。delete: 关闭文件后删除。 9.2 文件操作规范iostat 参数 在对文件进行操作时, 应保证必要时对该参数进行检查, 如 open(unit=iounit, file=filename, iostat=ios) if ( ios /= 0 ) stop "Error opening file filename"action 参数 在文件打开时, 如果文件只有读的必要, 可将action参数设置为read, 以免操作时对文件错误修改; 或是文件只有写的必要, 可将action参数设置为write。如: open(unit=inunit, file='in', action='read', iostat=ios) open(unit=outunit, file='out', action='write', iostat=ios)close 命令 文件打开后, 需要及时将文件关闭, 避免占用过多的内存空间。 close(unit=iounit, iostat=ios) if ( ios /= 0 ) stop "Error closing file unit ", iounit 9.3 文件操作示例 9.3.1 顺序文件操作下面的程序将为文件自动标注行号: !> program 9-2: auto mark line numbers for a file. program mark_line_numbers implicit none integer, parameter :: max_string_length = 203 integer, parameter :: in_unit = 99 integer, parameter :: out_unit = 100 character(max_string_length) :: in_file character(max_string_length) :: out_file character(max_string_length) :: buffer integer :: stat integer :: counter write(*, *) "Please enter input filepath >>>" read(*, *) in_file write(*, *) "Please enter output filepath >>>" read(*, *) out_file call check_file_exists(in_file) !> Use status=old, action=read to open input file. open(unit=in_unit, file=in_file, status="old", action="read") !> User status=replace, action=write to open output file. open(unit=out_unit, file=out_file, status="replace", action="write") counter = 0 do while (.true.) read (in_unit, "(A203)", iostat=stat) buffer if (stat /= 0) exit !> the file is over !> write into output file write(out_unit, "(I3, '.', A)") counter, trim(buffer) counter = counter + 1 end do close(in_unit) close(out_unit) end program subroutine check_file_exists(filename) !! check a file exists or not. !! if the file don't exist, program will quit. implicit none character(*), intent(in) :: filename logical :: exists inquire(file=filename, exist=exists) if (.not. exists) then write(*, *) "file :", filename, " don't exist." stop end if end subroutine 9.3.2 直接文件操作待补 9.3.3 二进制文件操作待补 9.4 内部文件fortran除了可以将内容格式化写入文件外, 还可以将其写入字符串中。 program internal_demo implicit none integer :: a = 2 integer :: b = 3 character(len=20) :: string write(unit=string, fmt="(I2, '+', I2, '=', I2)") a, b, a + b write(*, *) string end program输出: 2+ 3= 5当然, 字符串也可以使用read语句来进行读取, 在这里不再赘述。 9.5 NAMELIST命名空间(namelist)将一组变量封装在一起，可以快速的进行输入输出。 如: program namelist_demo implicit none integer :: a = 1, b = 2, c = 3 namelist /na/ a, b, c write(*, nml=na) end program输出如下: &NA A=1 , B=2 , C=3 , /namelist的语法为: namelist /nl_name/ var1, var2,...之后在read或是write中将nml参数更改为命名的namelist名字就可以进行输入输出操作了。 write[read](*, nml=na)但是namelist的输入输出有固定格式, 输入时要以&na 开始, 赋值变量, /结束， 如: &na a=1 a=2 / |
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