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[Fortran] Fortran之open函数

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发表于 2015-9-24 23:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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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”,RECL=length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(详细):
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。
FMT=format    指定输入输出格式的使用。
NML=namelist   指定读写某个NAMELIST的内容(后续介绍)。
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。
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 楼主| 发表于 2015-9-24 23:19 | 显示全部楼层
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
DIRECT=direct 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。
 楼主| 发表于 2015-9-24 23:20 | 显示全部楼层
!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(可以先读入前面的判断字符,结合select case或其他方法判断读入的数据)
!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(SEQUENTIAL):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》9-3~9-5。


Internal File(内部文件)
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0~9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。(见书P263)

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。

转自:http://blog.163.com/jey_df/blog/static/182550161201221511219329/
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