Fortran基础篇——数据读取与变量设置

1.Fortran读数据顺序

在grads中，系统读取数据效率最高的方式为经度（Lon），维度（Lat），高度（Lev），时次（Time），所以用文件读取数据时，内循环到外循环应该依次为：
$$X(Lon)\to Y(Lat)\to Z(Lev)\to T(Time)(月，年)$$
例1：现有已知的位势高度的数据h500.dat，范围：0-40N，60~150E.现用Fortran读入，则程序如下：（nx为经度格点，ny为维度格点，mo为月数，yr为年数）

do l=1,yr
    do k=1,mo
        read(10,*)((hgt(i,j,k,l),i=1,nx),j=1,ny)
    end do
end do

2.Fortran中DO循环和隐式DO循环差别

Fortran中DO循环，读取数据时，read命令只能读取每行的第一个数字，其他的都忽略了，所以容易出错误。但是隐式DO循环或者含隐式的DO循环，则可以读取每一行的其他数据。

例2：现有位势高度的数据h500.dat，范围：0-40N，60-150E，1982.1~1985.12共48个月。其排列方式为
1982,01
5897.1 5897.3 ……
1982,02
5897.1 5897.3 ……
……
即最外层循环为年，接着为月，最里面为经度和维度的循环，从左到右先为经度，然后在纬度，在接着月循环，最后年循环（与上题分析一样）

##DO循环(不可行)
do iy=1,4
	do k=1,12
		do j=1,17
			do i=1,37
   			read(10,*) hgt(i,j,k,iy)
			end do
		end do
	end do
end do
##隐式DO循环（可行）
Read(10,*) ((((hgt(i,j,k,iy),i=1,37),j=1,17),k=1,12),iy=1,4)

由于DO循环中，每次read只能读一行中的第一个数，所以这种读法使得上述的数据不能被读取，除非这个数据只排成一列，这样每次read读下一行的第一个数，可以全部读完所有数据。除了隐式DO循环，还可以用含隐式的DO循环：

do iy=1,4
	do k=1,12
   	read(10,*)  ((hgt(i,j,k,iy),i=1,37),j=1,17)
	end do
end do

读数据时，一般建议用含隐式的DO循环，即上式

例3：输出数据时，DO循环和隐式DO循环都可以输出数据，只是数据的排放方式不同，DO循环是每行输出一个值，隐式DO循环可以每行输出多个值，但是这种情况画图时基本上没问题。但是输出两个值时，情况就不一样了：

##DO循环(不可行)
do iy=1,4
	do k=1,12
		do j=1,17
			do i=1,37
  				write(10,*) hgt(i,j,k,iy)
   			write(10,*) T(i,j,k,iy)
			end do
		end do
	end do
end do
##含隐式DO循环
do iy=1,4
	do k=1,12
   	write(10,*)   ((hgt(i,j,k,iy),i=1,37),j=1,17)
   	write(10,*)   ((T(i,j,k,iy),i=1,37),j=1,17)
	end do
end do

原因是输出数据时，DO循环是先输出一个hgt的数据，在输出一个T的数据，即hgt和T的数据是交错排列的。但对于隐式的DO循环而言，则是先输出某一时刻所有经纬度的hgt，再数据所有经纬度的T数据。建议读入和输出数据时，都用上述的含隐式DO循环，即时间和高度层可以作为外循环，但是经纬度数据作为隐式DO循环。

3.Fortran文件读取格式问题

Fortran读写二进制数据（grd，form=’binary’）时，可以不带格式，但是读取dat，txt数据时必须带格式，即read（10，**）或者write（10，*）。

Open（10，file=‘C：\yxk\shuju\hgt500,grd’）
Read(10)  hgt(I,j,k,l)                 ##（错误，只有二进制数据才可以不带格式说明）

Open（10，file=‘C：\yxk\shuju\hgt500,grd’，form=‘binary’）
Read(10)  hgt(I,j,k,l)                 ##（正确）

Open（10，file=‘C：\yxk\shuju\hgt500,txt’）
Read(10，*)  hgt(I,j,k,l)              ##（正确，*表示默认格式）
也可以写为   Read(10，”(1x,3F6.2)”)  hgt(I,j,k,l)  ## 表示读入的数据有格式

Open（10，file=‘C：\yxk\shuju\hgt500,dat’）
Read(10，100)  hgt(I,j,k,l)            ##（正确，100表示设定格式）
100 FORMAT（1x,3F6.2）

4.Fortran数组与变量设置

在Fortran中，如果已经设置数据了，就不能再设置同名的变量了，否则则会报错。由于Fortran不区分大小写，如果之前设置了T（20,30）数组，接着设置t变量也会报错。
例5：

real::hgt（37,17），hgt

运行程序，则会出现如下错误：

error #6418: This name has already been assigned a data type. [T]

主要原因就是数组名与变量名重名，这个一定要牢记，编程初始阶段确实容易犯这个错误。