【Fortran】文件读取、写入（初级）

2024-03-13 14:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 Fortran中的文件处理（初级）简述语句1) OPEN2) CLOSE3) READ语句中添加子句4) 文件定位

Fortran中的文件处理（初级）简述

在Fortran程序中使用文件，需要一些选择所需文件和读写该文件的方法，该机制称为输入/输出单元（I/O单元）。 READ(* , *)和WRITE(* , *)语句中的第一个*号与 I/O单元相对应。当*号被 I/O单元号代替时，程序对应的读和写将指向该单元指定的设备，替代预定标准的输入或输出设备。

I/O单元号必须为整数类型；I/O单元号为 5 预定义为程序的标准输入设备（即键盘），为 6 预定义为程序的标准输出设备（即显示器），此时用*号表示。

常用的语句有：

I/O 语句用途OPEN将一个文件与一个给定的I/O单元号关联起来CLOSE关闭一个文件并释放与之关联的I/O单元号REWIND倒回文件，一般用于倒回临时文件语句 1) OPEN

语句：OPEN( open_list )，其中open_list是一组子句，分别指定I/O单元号、文件名和关于如何存取文件的信息。特性：

子句的顺序可以是任意；子句用逗号,隔开。

open_list含有许多子句，最重要的主要有以下六项：

UNIT = int_expression，指明与文件关联的I/O单元号，int_expression为非负的整数值；FILE = char_expression，指定要打开的文件名，char_expression为文件名称的字符值；STATUS = char_expression，指定要打开文件的状态，char_expression的取值为下列中的一个：OLD，NEW，REPLACE，SCRATCH 或 UNKNOW；ACTION = char_expression，指定文件以读或写的方式打开，char_expression的取值为下列中的一个：READ，WRITE 或 READWRITE，如未指定则是以读写方式打开；IOSTAT = int_variable，指定一个整数变量名，把打开操作的状态返回到这个int_variable变量中。如果OPEN语句成功执行，则整数变量int_variable的值为0，其它数值则是未成功执行（不同处理器，相应系统错误信息会不同）；IOMSG = char_variable，指定一个字符变量名。如果OPEN语句成功执行，字符变量char_variable的内容不会变化，如没成功执行，一个描述错误的信息将返回到该字符串中。 2) CLOSE

语句：CLOSE( close_list )，close_list必须包含一个指定I/O单元号的子句，还可以指定其它选项。特性：

文件关闭后，相关联的I/O单元被释放，可以用OPEN将该单元号重新分配给其它任意文件；如果程序中没有包含对给定文件的CLOSE语句，这个文件将在程序结束时被自动关闭。 3) READ语句中添加子句

在使用READ语句时，可以添加IOSTAT = int_variable 和 IOMSG = char_variable子句，检查是否发生读取错误，并返回相应信息，而不引起程序异常中断。

IOSTAT = int_variable，

当READ语句成功执行时，int_variable的值为0；当READ语句执行失败，如读取的变量不符合所定义类型时，int_variable的值为与系统错误信息相对应的正数；当READ语句执行至数据文件的尾部时，语句会执行失败，int_variable的值为负数。

IOMSG = char_variable，当IOSTAT变量值为非0时，IOMSG会已语句形式返回字符串来解释发生的错误。

注意：当从文件中读取数据时，READ语句应总是包含IOSTAT子句，使得程序可以检查所读取的数据是否符合要求（如类型判断），以及避免读取文件结尾之外行信息时的异常中断。

具体例子：现有一个数据文件，有多行，每一行中有1个数据，数据类型是实数型，通过输入文件名来获取其中的数据，输出内容为实数数据及其对应行号，并交代总行数（即数据个数）。同时，需要能够返回数据读取失败时的信息提醒，以及文件打开错误时的信息提醒。代码如下：

PROGRAM read_file IMPLICIT NONE CHARACTER(len = 20)::filename ! 文件名称 CHARACTER(len = 80)::msg ! 打开文件错误时的异常信息 INTEGER::nvals = 0 ! 读取数据的行数 INTEGER::status1 , status2 ! 打开文件和读取数据的状态信息 REAL::value ! 需读取文件中的数据 WRITE(*,*) 'Please enter input file name' ! 读取需要打开的文件 READ(*,*) filename WRITE(*,1000) filename 1000 FORMAT('The input file name is: ' , A) OPEN(UNIT = 3 , FILE = filename , STATUS = 'OLD' , ACTION = 'READ' , IOSTAT = status1 , IOMSG = msg) ! 打开文件 openif:IF(status1 == 0 ) THEN ! 文件打开成功 readloop:DO READ(3 , * , IOSTAT = status2) value IF(status2 /= 0) EXIT ! 如果数据读取失败，跳出DO循环 nvals = nvals + 1 WRITE(*,1010) nvals,value 1010 FORMAT('Line ',I6,' :Value = ',F10.4) END DO readloop readif:IF(status2 > 0) THEN ! 发生了数据读取错误 WRITE(*,1020) nvals+1 1020 FORMAT('An error occurred reading line ',I6) ! 交代在哪一行读取数据失败 ELSE readif ! 到达数据结尾 WRITE(*,1030) nvals 1030 FORMAT('End of file reached.There were ' , I6 , ' values in the file.') ! 交代已经到达文件结尾 END IF readif ELSE openif ! 文件打开失败 WRITE(*,1040) status1 1040 FORMAT('Error opening file : IOSTAT = ',I6) WRITE(*,1050) TRIM(msg) ! 返回错误信息 1050 FORMAT(A) END IF openif CLOSE(UNIT = 3) ! 关闭文件 STOP END PROGRAM read_file

现有正确的数据文件read1.txt和错误的数据文件read2.txt，内容分别是：

! read1.txt -15.0 55.333 9.0 4444. -0.02

和

! read2.txt -15.0 55.333 9.0 abc -0.02

运行程序，并分别输入read1.txt、read2.txt和abc.txt可得：

Please enter input file name read1.txt The input file name is: read1.txt Line 1 :Value = -15.0000 Line 2 :Value = 55.3330 Line 3 :Value = 9.0000 Line 4 :Value = 4444.0000 Line 5 :Value = -0.0200 End of file reached.There were 5 values in the file. ! 提示到达数据文件的底部，成功 Please enter input file name read2.txt The input file name is: read2.txt Line 1 :Value = -15.0000 Line 2 :Value = 55.3330 Line 3 :Value = 9.0000 An error occurred reading line 4 ! 提示第4行数据不满足要求 Please enter input file name abc.txt ! 输入不存在的文件 The input file name is: abc.txt Error opening file : IOSTAT = 29 file not found, unit 3, file E:\ProgramData\test\abc ! 返回错误信息，说明该文件abc不存在 4) 文件定位

Fortran提供两条语句，帮助在顺序文件内容来回移动：

BACKSPACE，每次调用都会回退一条记录；

REWIND，倒回文件，可以从文件首部重新开始，可用于倒回临时文件，如下例所示：

PROGRAM scratch_file IMPLICIT NONE INTEGER,PARAMETER::LU = 8 ! 临时文件I/O单元号 REAL:: data1 INTEGER::icount = 0 INTEGER::irecord INTEGER::j OPEN(UNIT = LU , STATUS = 'SCRATCH' ) ! 创建临时文件，状态为SCRATCH表示创建临时文件，此时不能指定具体文件名 WRITE(*,*) 'Enter positive or zero input values. A negative value terminates input.' readloop:DO ! 用于往临时文件中输入数据 WRITE(*,110) icount +1 110 FORMAT('Enter sample ',I4,' : ') READ(*,*) data1 IF(data1 < 0.) EXIT icount = icount + 1 WRITE(LU , 120) data1 ! 将数据以科学级数法形式写入临时文件中 120 FORMAT(ES16.6) END DO readloop WRITE(*,130) icount ! 提示可以读取临时文件中的数据，并显示范围 130 FORMAT('Which record do you want to see(1 to ',I4,' )? ') READ(*,*) irecord record_data:IF((irecord >= 1).AND.(irecord

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