Fortran入門：Windows平臺的Fortran編譯器安裝和使用

由於課程須要，今年開始學習FORTRAN語言。以前學校的計算概論用的是C，後來又學了C++和Python做爲面向對象的工具，數值計算方面主要經過學校的許可證用的MATLAB。由於專業側重數值模擬和反演問題，對於FORTRAN這一門上古的數值計算語言早有耳聞，在學習Scientific Computing的時候也常常講到一些本來是基於FORTRAN優化的子程序和底層設計模塊。上網查了一下，FORTRAN的社區很是少，並且多是由於使用者都已是富有經驗的程序設計者，自學入門的新手很少，不少地方仍是須要本身摸索，就決定索性在博客上記錄一下摸索的過程。

FORTRAN，原意爲Formula Translation（公式翻譯器），是出現很早的一門高級語言。FORTRAN的主要面向科學計算、數值計算，雖然在FORTRAN-2003版本中逐漸引入了更加豐富的面向對象(Object Oriented)設計思惟，可是其主要的功能仍然是數值計算領域；某種意義上，使用FORTRAN的人通常不須要過於複雜的面向對象策略，須要使用複雜完整的面向對象策略的人也並不會選擇FORTRAN。最近還發現很是辛酸的一點，CNBlogs上的代碼插入不支持Fortran的語法高亮，也沒有找到支持的插件。

一. FORTRAN 編譯器的安裝

查了一下，目前相對常見的Fortran編譯器版本是Fortran77或者Fortran90/95，進入新世紀的修正版本Fortran2003反而用的比較少。流行的免費FORTRAN編譯器實現方案包括GCC的GFortran，Intel的Intel Fortran Compiler等。我這裏使用的是G95，是GFortran對應Fortran95的一款編譯器。Windows系統上若是已經安裝了MinGW體系（若是你使用過gcc的C語言或者C++編譯器，通常都已經裝了），那麼一個.exe文件就能夠幫忙搞定安裝G95的所有操做！很是方便！

G95.org提供下載g95_MinGW.exe的ftp：http://ftp.g95.org/g95-MinGW.exe；若是沒有成功，加載不出來（對我來講就是這樣），那麼fortran company網站的g95下載也能夠：https://www.fortran.com/the-fortran-company-homepage/whats-new/g95-windows-download/。下載下來解壓，應該就是一個.exe文件，直接運行就能夠了，程序會自動詢問你安裝位置（能夠本身選）、是否添加到路徑(PATH，選是就好)等等問題，不到兩分鐘整個安裝就完成了！若是要驗證安裝是否成功，在命令行cmd中直接輸入

g95 --version

而後cmd會返回一個G95的版本信息，以下所示。首先看到這個版本其實已經8年半沒有更新過了；此外，G95編譯器是開源的，因此「You may redistribute copies of G95 under the terms of the GNU General Public License」。

C:\Users\admin>g95 --version G95 
(GCC 4.1.2 (g95 0.93!) Jun 16 2010) 
Copyright (C) 2002-2008 Free Software Foundation, Inc. 

G95 comes with NO WARRANTY, to the extent permitted by law. 
You may redistribute copies of G95 
under the terms of the GNU General Public License. 
For more information about these matters, see the file named COPYING

二. FORTRAN文件的編寫的編譯

原本，以前用C語言的時候，Code::Blocks是一款至關不錯的IDE，並且支持C,C++和Fortran。不事後來轉到C++之後，由於更快的速度，選擇了Dev-C++做爲寫小文件的IDE，而Visual Studio做爲寫比較大文件的IDE。Fortran的IDE不算不少，就沒有再安裝，目前我用Notepad++文本編輯器寫Fortran文檔，而後在命令行裏面編譯運行。Notepad++真是神勇，做爲一款文本編輯器各類高亮都有。在Notepadd++中編輯以下代碼：

PROGRAM hello_world
PRINT *, 'Hello World! Welcome to FORTRAN!' 
END

而且將其儲存爲 hello_world.f90。而後，咱們在命令行中用剛剛下載的g95 compiler編譯這個程序。首先，進入文件所在的文件夾，鍵入盤符加冒號（如 「D:」）進入某個磁盤，鍵入」dir」查看當前目錄下的文件及文件夾，鍵入」cd+空格+路徑」（如」cd Documents」）進入某一文件夾。使用g95，將hello_world.f90編譯爲可執行的對象文件hello_world.o：

D:\Personal Documents\Programming\Fortran>g95 hello_world.f90 -o hello_world.o

再使用」dir」命令，就能夠看到當前目錄下出現了」hello_world.o」，直接鍵入文件名運行：

D:\Personal Documents\Programming\Fortran>hello_world.o 
Hello World! Welcome to FORTRAN!

新建一個計算兩浮點數算術平均和幾何平均的fortran文件，存爲add_numbers.f90：

PROGRAM add_numbers 
REAL :: a, b, av1, av2 
PRINT *, 'Input 2 numbers:' 
READ (*,*) a, b 
    av1 = (a + b)/2; av2 = (a*b)**0.5 
PRINT *, 'Arithmetic mean: ', av1 
PRINT *, 'Geometric mean: ', av2 
END

一樣編譯運行：

D:\Personal Documents\Programming\Fortran>add_numbers.o 
Input 2 numbers:
 2.0 8.0 
Arithmetic mean: 5. 
Geometric mean: 4.