fortran文件操作.docx

fortran文件操作fortran文件操作 From: Fortran 95 程序设计 彭国伦 1.文件读取的概念： 读取：“顺序读取”和“直接读取”。 保存：“文本文件”和“二进制文件”。 二进制文件：读取快，因为保存格式和数据在内存中的保存方法一样，同时也节省空间。 2. 文件的操作： open的使用：使用open命令打开文件之后，就可以对文件来做输入输出。 example: program ex0901 impicit none open(unit=10, file='hello.txt') ! 打开hello.txt文件, unit指定文件代码，file指定文件名称。 write(10, *) "hello" !在代码为10的文件中写入hello stop end program ex0901 open中有很多参数可以使用，详细如下： OPEN(UNIT=number, FILE='filename', FORM='.', STATUS='.', ACCESS='.', RECL=length, ERR=label, IOSTAT=iostat, BLANK='.', POSITION='.', ACTION=action, PAD='.', DELIM='.') UNIT='number'： number必须是一个正整数，它可以使用变量或是常量来赋值。number最好避开1,2,5,6。因为2,6是默认的输出位置，也就是屏幕。1，5则是默认的输入位置，键盘。 FILE='filename'： 指定要打开的文件名称，文件名要符合系统规定。windows下不区分大小写，unix下则会区分大小写，最好不要使用中文文件名。 FORM='FORMATTED' OR 'UNFORMATTED' FORM字段只有两个值可以设置： FORM='FORMATTED' “文本文件”格式来保存 FORM='UNFORMATTED' “二进制文件”格式保存 这一栏不给定时候的默认值是: FORM='FORMATTED' STATUS='NEW' or 'OLD' or 'SCRATCH' or 'UNKNOWN' 用来说明打开一个新的文件或已经存在的旧文件。 STATUS='NEW' 打开一个原本不存在的新文件 STATUS='OLD' 打开一个原来已经存在的文件 STATUS='REPLACE' 若文件已经存在则重新创建一次，原来的内容消失；若不存在则会创建新文件。 STATUS='SCRATCH' 表示要打开一个暂存文盘，这个时候可以不需要指定文件名称，也就是FILE这个一栏可以忽略。因为程序本身会自动取一个文件名，至于文件名是啥也不重要，因为暂存盘会在程序结束后自动删除。 STATUS='UNKNOWN' 由各编译器自定义。通常会同REPLACE的效果。 ！这一栏不给定时，默认为STATUS='UNKNOWN'。 ACCESS='SEQUENTIAL' or 'DIRECT' 设置读写文件的方法： ACCESS='SEQUENTIAL' 读写文件的操作会以“顺序”的方法来做读写，“顺序读取文件”。 ACCESS='DIRET' 读写文件的操作可以任意指定位置，“直接读取文件”。 ！不赋值时候，默认为： ACCESS='SEQUENTIAL'。 RECL=length 在顺序读取文件中，RECL字段值用来设置一次可以读取多大容量的数据。 打开“直接读取文件”，RECLlength的length值是用来设置文件中每一个模块单元的分区长度。 length的单位在文本根式下为1个字符，也就是1 byte。在二进制格式下则由编译器自行决定，一般可能为1 byte (G77) 或 4 byte (Visual Fortran)。 ERR=LABEL 这个字段用来设置当文件打开发生错误时，程序会跳跃到LABEL所指定的行代码处来继续执行程序。 IOSTAT=var 这个字段会设置一个整数值给后面的整型变量，这是用来说明文件打开的状态，数值会有下面三种情况： var>0 表示读取操作错误 var=0 表示读取操作正常 var<0 表示文件终了 BLANK='NULL' or 'ZERO' 用来设置输入数字时，当所设置的格式字段中有空格存在时所代表的意义。 BLANK='NULL'时，空格代表没有东西。BLANK='ZERO'时，空格部分会自动以0代入。 以下是Fortran 90添加的功能： POSITION='ASIS' or 'REWIND' or 'APPEND' 设置文件打开时候的读写位置： POSITION='ASIS' 表示文件打开时的读取的位置不特别指定，通常就是在文件的开头。是默认值。 POSITION='REWIND' 表示文件打开时的读取位置移到文件的开头。 POSITION'APPEND' 表示文件打开时的读取位置移到文件的结尾。 ACTION='READ' or 'WRITE' or 'READWRITE' 设置打开文件的读写权限： ACTION='READWRITE' 表示所打开的文件可以用来读取及写入，这是默认值。 ACTION='READ' 表示所打开的文件只能用来读取数据。 ACTION='WRITE' 表示所打开的文件只能用来写入数据。 PAD='YES' or 'NO' PAD='YES' 在格式化输入时，最前面的不足字段会自动以空格填满，默认值是PAD='YES'。 PAD='NO' 在格式化输入时，不足的字段不会自动以空格填满。 DELIM='APOSTEROPHE' or 'QUOTE' or 'NONE' DELIM='NONE' 纯粹输出字符串内容 DELIM='QUOTE' 输出字符串内容会在前后加上双引号 DELIM='APOSTEROPHE' 输出字符串内容会在前后加上单引号 WRITE & READ的使用： WRITE/READ(UNIT=number, FMT=format, NML=namelist, REC=record, IOSTAT=stat, ERR=errlabel, END=endlabel, ADVANCE=advance, SIZE=size) UNIT=number 指定read/write所使用的输入输出的位置。 FMTformat 指定输入输出格式的使用。 NML=namelist 指定读写某个NAMELIST的内容。 REC=record 在直接读取文件中，设置所要读写的文件的模块位置。 IOSTAT=stat 会设置一个数值给在它后面的变量，用来说明文件的读写状态。 stat>0 表示读取操作发生错误。 stat=0 表示读取操作正常。 stat<0 表示文件终了。 ERR=errlabel 指定在读写过程中发生错误时，会转移到某个行代码来继续执行程序。 END=endlabel 指定在读写到文件末尾时，要转移到某个行代码来继续执行程序。 以下是fortran 90添加功能： ADVANCE='YES' or 'NO' 设置在文本格式下的顺序文件中，每一次的READ,WRITE命令完成后， 读写 位置会不会自动想下移动一行。 ADVANCE='YES' 是默认的状态，每读写一次会向下移动一行。 ADVANCE='NO' 会暂停自动换行的操作。 ！使用这个字段时候一定要设置输出入格式，在屏幕输出时可以使用这个设置来控制write命令是否会自动换行。 SIZE=count 在ADVANCE='NO'时，才可以使用这个字段。它会把这一次输出入的字符数目设置给后面的整型变量。 查询文件的状态INQUIRE: 在使用open打开文件的前后，都可以通过inquire命令来查询文件目前的情况，inquire命令中的各个字段和第一小节中open的字段很类似。 example: !检查某个程序是否存在 program ex0903 implicit none character(len=20) : filename = "ex0903.f90" logical alive inquire(file=filename, exist=alive) if(alive) then write (*, *) filename, " exist." else write (*, *) filename, "doesn't exist." end if stop edn program ex0903 详细介绍inquire的使用方法： INQUIRE(UNIT=number, FILE=filename, IOSTAT=stat, ERR=label, EXIST=exist, OPENED=opened, NUMBER=number, NAMED=named, ACCESS=access, SEQUENTIAL=sequential, DIRECT=direct, FORM=form, FORMATTED=formatted, UNFORMATTED=unformatted, RECL=recl) UNIT=number 文件代号 FILE=filename 文件名 IOSTAT=stat 查询文件读取情况，会设置一个整数给后面的变量： stat>0 文件读取操作错误 stat=0 文件读取操作正常 stat<0 文件终了 ERR=errlabel 发生错误时会转移到复制的代码行继续执行程序。 EXIST=exist 检查文件是否存在，返回布尔变量，真表示存在，假值表示不存在。 OPEND=opened 检查文件是否用已经用open打开，返回布尔变量，真表示已经打开，假表示尚未打开。 NUMBER=number 用文件名来查询这个文件所给定的代码。 NAMED=named 查询文件是否取了名字，也就是检查文件是否为临时保存盘，返回值为逻辑数。 ACCESS=access 检查文件的读取格式，返回一个字符串，可以是： 'SEQUENTIAL' 代表文件使用顺序读取格式 'DIRECT' 代表文件使用直接读取格式 'UNDEFINED' 代表没有定义 SEQUENTIAL=sequential 查看文件是否使用顺序格式，会返回一个字符串，可以是： 'YES' 代表文件是顺序读取文件 'NO' 代表文件不是顺序读取文件 'UNKNOWN' 代表不知道 DIRECTdirect 查看文件是否使用直接格式，会返回一个字符串，可以是： 'YES' 文件是直接读取文件 'NO' 文件是非直接读取文件 'UNKNOWN' 代表不知道 FORM=form 查看文件的保存方法，返回字符串，可以是： 'FORMATTED' 打开的是文本文件 'UNFORMATTED' 打开的是二进制文件 'UNDEFINED' 没有定义 FORMATTED=fmt 查看文件是否是文本文件，返回字符串，可以是： 'YES' 本文件是文本文件 'NO' 本文件非文本文件 'UNDEFINED' 无法判断 UNFORMATTED=fmt 查看文件是否是二进制文件，返回字符串，可以是： 'YES' 本文件是二进制文件 'NO' 本文件非二进制文件 'UNKNOWN' 无法判断 RECL=length 返回open文件时recl栏的设置值。 NEXTREC=nr 返回下一次文件读写的位置。 BLANK=blank 返回值是字符串，用来查看open文件时的blank参数所给定的字符串值。 以下是fortran 90的添加功能： POSITION=position 返回打开文件时position字段所给定的字符串, 可能是'REWIND', 'APPEND', 'ASIS', 'UNDEFINED' ACTION=action 返回打开文件时action 字段所赋值的字符串，可能是'READ', 'WRITE', 'READWRITE'。 READ=read 返回字符串，检查文件是否为只读文件： 'YES' 文件是只读的 'NO' 文件不是只读的 'UNKNOWN' 无法判断 WRITE=write 返回一个字符串，检查文件是否可写入： 'YES' 文件可以写入 'NO' 文件不可以写入 'UNKNOWN' 无法判定 READWRITE=readwrite 返回一个字符串，检查文件是否可以同时读及写： 'YES' 文件可以同时读写 'NO' 文件不可以同时读写 'UNKNOWN' 无法判定 DELIM=delim 返回打开文件时，DELIM字段所设置的字符串，返回值可以是： 'APOSTROPHE', 'QUOTE', 'NONE', 'UNDEFINED' PAD=pad 返回打开文件时PAD字段所设置的字符串，返回值可以是：'YES', 'NO'。 其他文件运行命令： BACKSPACE(UNIT=number, ERR=errlabel, IOSTAT=iostat) 把文件读写位置退回一步。 ENDFILE(UNNIT=number, ERR=errlabel, IOSTAT=iostat)使用这个命令会把目前文件的读写位置变成文件的结尾。 REWIND(UNIT=number, ERR=errlabel, IOSTAT=iostat)把文件的读写位置倒回到文件开头。 CLOSE(UNIT=number, STATUS=string, ERR=errlabel, IOSTAT=) 把文件关闭，不要进行读写操作。 STAT='KEEP' 会在文件关闭后，保留这个文件。是默认状态。 STAT='DELETE' 在文件关闭后，消除这个文件。 ！程序结束时候会自动关闭文件，不过最好要养成自己关闭文件的习惯。 ！在读文件的时候要懂得略掉一些没有必要的数据，如文件中的注释行。 ！自由格式的数据文件读取 ！在open,read,write时使用不同的unit值，就可以打开多个文件。最好不要同时打开很多个文件。 顺序文件：在读写时，不能任意赋值到文件的某个位置读写数据，只能从开头开始一步步向下进行。在改变文件读写位置时，只能一步步地退，或是直接移回到文件开头。 直接访问文件：把文件的空间，内容，事先分区成好几个同样大小的小模块，这些模块会自动安顺序编号。读写文件时，要先赋值文件读写位置在第几个模块，再进行读写的工作。直接访问文件可以任意到文件的任何一个地方来读写。在使用直接访问文件时，要小心使用endfile命令，使用这个命令会把目前所在的文件位置之后的数据都清除掉。 二进制文件的操作：使用二进制文件来做直接读取时，open命令中的recl字段所设置的整数n值所代表的大小会随编译器不同而改变。每个编译器应该都可以经过设置来改变recl字段的单位大小。二进制文件没有必要在数据之间用区分符号来增加文件的可读性，因为二进制文件本身就没有可读性。二进制文件是直接把内存的二进制数据写入文件，就没有所谓的格式化输入出存在。存放“精确”及“大量”的数据时，使用二进制文件是比较好的选择。二进制文件也可以使用顺序格式来操作，顺序格式下显示来的二进制文件，每个数据的前后都会被编译器补上一些额外的信息，所生成的文件不太容易被其他程序读取。 关于以上文件操作详细见fortran 95程序设计9395。 Internal File 使用写入文件的方法，把数据写到一个字符串变量中。 example: a=2 b=3 character (len=20) : string write (unit=string, fmt="(I2,'+',I2,'=',I2)") a, b, a+b !把字符串变量当作输出的目的。 write(*, *) string 结果: 2+ 3= 5 还可以经过read命令从字符串读入数据： integer : a character (len=20) : string="123" read(string, *) a write(*, *) a 在某些情况下需要使用内部文件来设置数据： 使用read命令从键盘输入数据时，如果用户输入错误的数据，会导致死机。如需要输入整数时却输入英文字母，就可能会死机。比较好的处理办法是，程序先暂时把数据当作字符串读入，检查字符串中是否含有不合理的字符，如果字符串中都是09的数字字符，就把字符串转成整数，不然就请用户在输入一次。 内部文件还可应用在动态改变输出格式，输出格式可以事先存放在字符串中，程序进行时，动态改变字符串内容就可以改变输出格式。 NAMELIST: NAMELIST是很特殊的输入输出方法，收录在f90标准当中，f90中有统一NAMELIST的格式。 NAMELIST可以把一组相关变量封装在一起，输入出这一组变量时，只要在write/read中的NML字段赋值使用哪一个NAMELIST就行了。 example: program ex0918 implicit none integer : a = 1, b = 2, c= 3 namelist /na/ a,b,c write(*,nml=na) stop end program ex0918 &NA A = 1, B = 2, C = 3, / 程序中把a,b,c这三个变量放在名字叫做na的namelist中。namelist也算是声明的一部分，必须编写在程序执行命令前面。 NAMELIST的语法很类似COMMON，不过使用namelist时一定要取名字： namelist /nl_name/ var1, var2, . !后面的变量会放在nl_name这个namelist中。 封装好namelist后，在write的NML字段中指名要输出哪一个namelist，就可以把namelist中的变量全部输出。 write(*,nml=na) !输出na这个namelist 输出namelist时候不能赋值输出格式，f90标准中规定输出namelist时首先会输出符号&，后面紧接着这个namelist的名字。接着会根据顺序输出变量的名称，等号以及内容，变量之间用空格或逗号来做分隔，最后使用除号来作结束。 至于每个数值内容会使用何种格式输出由编译器自行决定。 NAMELIST也可以用来输入数据，不过通常都会用来读取文件，不会用在键盘输入。输入格式需要按照前面的格式。&na ./ 不需要按照变量顺序输入，程序会自动按照变量名称来设置数值。变量甚至可以重复输入，不过变量会得到最后一次设置的数值。 namelist通常使用在文本文件的输入输出中，使用read从文件中读取数据时，会自动从目前的位置向下寻找存放namelist的地方。 example: program ex0920 implicit none integer : a(3) namelist /na/ a open(10, file="ex0920.txt") read(10, nml=na) write(*, "(3I2)") a stop end program 输入文件的内容如下： happy birthday &na a = 1,2,3/ 程序打开时，读写位置在文件的开头，read命令会自动向下寻找na这个namelist的存放位置来读取数据，这边可以看到namelist处理数组的方法，它会在等号后面根据顺序显示数组内容。