内在函数（ Intrinsic Functions）

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2023-12-01

内在函数是作为Fortran语言的一部分提供的一些常见且重要的函数。我们已经在Arrays，Characters和String章节中讨论过这些函数中的一些。

内在函数可以归类为 -

数字函数
数学函数
数字查询功能
浮点操作函数
位操作函数
字符功能
种类功能
逻辑函数
数组函数。

我们在Arrays章节中讨论了数组函数。在下一节中，我们将简要介绍其他类别的所有这些功能。

在函数名称列中，

A表示任何类型的数字变量
R表示实数或整数变量
X和Y代表实际变量
Z表示复变量
W代表实数或复数变量

数值函数

Sr.No	功能说明
1	ABS (A) 它返回A的绝对值
2	AIMAG (Z) 它返回复数Z的虚部
3	AINT (A [, KIND]) 它将A的小数部分截断为零，返回一个实数，整数。
4	ANINT (A [, KIND]) 它返回一个实数值，最接近的整数或整数。
5	CEILING (A [, KIND]) 它返回大于或等于数字A的最小整数。
6	CMPLX (X [, Y, KIND]) 它将实变量X和Y转换为复数X + iY; 如果Y不存在，则使用0。
7	CONJG (Z) 它返回任何复数Z的复共轭。
8	DBLE (A) 它将A转换为双精度实数。
9	DIM (X, Y) 它返回X和Y的正差。
10	DPROD (X, Y) 它返回X和Y的双精度实数。
11	FLOOR (A [, KIND]) 它提供小于或等于数字A的最大整数。
12	INT (A [, KIND]) 它将数字（实数或整数）转换为整数，将实部截断为零。
13	MAX (A1, A2 [, A3,...]) 它返回参数的最大值，所有这些都是相同的类型。
14	MIN (A1, A2 [, A3,...]) 它返回参数的最小值，所有这些都是相同的类型。
15	MOD (A, P) 它返回A除以A的余数，两个参数的类型相同（A-INT（A/P）* P）
16	MODULO (A, P) 它返回A模P :( A-FLOOR（A/P）* P）
17	NINT (A [, KIND]) 它返回最接近的数字A的整数
18	REAL (A [, KIND]) 它转换为实际类型
19	SIGN (A, B) 它返回A的绝对值乘以P的符号。基本上它将B的符号传递给A.

例子 (Example)

program numericFunctions
implicit none  
   ! define constants  
   ! define variables
   real :: a, b 
   complex :: z
   ! values for a, b 
   a = 15.2345
   b = -20.7689
   write(*,*) 'abs(a): ',abs(a),' abs(b): ',abs(b)   
   write(*,*) 'aint(a): ',aint(a),' aint(b): ',aint(b) 
   write(*,*) 'ceiling(a): ',ceiling(a),' ceiling(b): ',ceiling(b)   
   write(*,*) 'floor(a): ',floor(a),' floor(b): ',floor(b)  
   z = cmplx(a, b)
   write(*,*) 'z: ',z   
end program numericFunctions

编译并执行上述程序时，会产生以下结果 -

abs(a): 15.2344999   abs(b): 20.7688999    
aint(a): 15.0000000  aint(b): -20.0000000    
ceiling(a): 16  ceiling(b): -20
floor(a): 15  floor(b): -21
z: (15.2344999, -20.7688999)

数学函数 (Mathematical Functions)

Sr.No	功能说明
1	ACOS (X) 它以弧度为单位返回范围（0，π）中的反余弦值。
2	ASIN (X) 它以弧度为单位返回范围（-π/ 2，π/ 2）的反正弦值。
3	ATAN (X) 它以弧度为单位返回范围（-π/ 2，π/ 2）的反正切。
4	ATAN2 (Y, X) 它以弧度为单位返回范围（-π，π）中的反正切。
5	COS (X) 它以弧度返回参数的余弦值。
6	COSH (X) 它以弧度为单位返回参数的双曲余弦值。
7	EXP (X) 它返回X的指数值。
8	LOG (X) 它返回X的自然对数值。
9	LOG10 (X) 它返回X的常用对数（基数10）值。
10	SIN (X) 它以弧度形式返回参数的正弦值。
11	SINH (X) 它以弧度为单位返回参数的双曲正弦值。
12	SQRT (X) 它返回X的平方根。
13	TAN (X) 它以弧度为单位返回参数的正切值。
14	TANH (X) 它以弧度形式返回参数的双曲正切值。

例子 (Example)

以下程序计算一段时间后射弹的水平和垂直位置x和y，

其中，x = ut cos a和y = ut sin a - g t2/2

program projectileMotion  
implicit none  
   ! define constants  
   real, parameter :: g = 9.8  
   real, parameter :: pi = 3.1415927  
   !define variables
   real :: a, t, u, x, y   
   !values for a, t, and u 
   a = 45.0
   t = 20.0
   u = 10.0
   ! convert angle to radians  
   a = a * pi/180.0  
   x = u * cos(a) * t   
   y = u * sin(a) * t - 0.5 * g * t * t  
   write(*,*) 'x: ',x,'  y: ',y   
end program projectileMotion

编译并执行上述程序时，会产生以下结果 -

x: 141.421356  y: -1818.57861

Numeric Inquiry Functions

这些函数适用于某种整数和浮点运算模型。函数返回与变量X相同类型的数字的属性，这可以是实数，在某些情况下是整数。

Sr.No	功能说明
1	DIGITS (X) 它返回模型的有效位数。
2	EPSILON (X) 它返回的数字几乎可以忽略不计。换句话说，它返回最小值，使得REAL（1.0，KIND（X））+ EPSILON（X）不等于REAL（1.0，KIND（X））。
3	HUGE (X) 它返回最大数量的模型
4	MAXEXPONENT (X) 它返回模型的最大指数
5	MINEXPONENT (X) 它返回模型的最小指数
6	PRECISION (X) 它返回小数精度
7	RADIX (X) 它返回模型的基础
8	RANGE (X) 它返回十进制指数范围
9	TINY (X) 它返回模型的最小正数

浮点操作函数 (Floating-Point Manipulation Functions)

Sr.No	功能说明
1	EXPONENT (X) 它返回模型编号的指数部分
2	FRACTION (X) 它返回数字的小数部分
3	NEAREST (X, S) 它返回给定方向上最近的不同处理器编号
4	RRSPACING (X) 它返回给定数字附近的模型数的相对间距的倒数
5	SCALE (X, I) 它将real乘以其基数乘以整数幂
6	SET_EXPONENT (X, I) 它返回数字的指数部分
7	SPACING (X) 它返回给定数字附近的型号的绝对间距

位操作功能 (Bit Manipulation Functions)

Sr.No	功能说明
1	BIT_SIZE (I) 它返回模型的位数
2	BTEST (I, POS) 比特测试
3	IAND (I, J) 逻辑和
4	IBCLR (I, POS) 清楚一点
5	IBITS (I, POS, LEN) 位提取
6	IBSET (I, POS) 设置位
7	IEOR (I, J) 独家OR
8	IOR (I, J) 包容性或
9	ISHFT (I, SHIFT) 逻辑转变
10	ISHFTC (I, SHIFT [, SIZE]) 循环移位
11	NOT (I) 逻辑补充

字符函数

Sr.No	功能说明
1	ACHAR (I) 它返回ASCII整理顺序中的第I个字符。
2	ADJUSTL (STRING) 它通过删除任何前导空格和插入尾随空白来调整字符串
3	ADJUSTR (STRING) 它通过删除尾随空白和插入前导空格来调整字符串。
4	CHAR (I [, KIND]) 它返回机器特定整理顺序中的第I个字符
5	IACHAR (C) 它返回ASCII整理顺序中字符的位置。
6	ICHAR (C) 它返回机器（处理器）特定整理顺序中字符的位置。
7	INDEX (STRING, SUBSTRING [, BACK]) 它返回STRING中最左边的（最右边，如果BACK是.TRUE。）SUBSTRING的起始位置。
8	LEN (STRING) 它返回字符串的长度。
9	LEN_TRIM (STRING) 它返回字符串的长度，不带尾随空白字符。
10	LGE (STRING_A, STRING_B) 词汇量大于或等于
11	LGT (STRING_A, STRING_B) 词汇大于
12	LLE (STRING_A, STRING_B) 词汇小于或等于
13	LLT (STRING_A, STRING_B) 词汇量小于
14	REPEAT (STRING, NCOPIES) 重复串联
15	SCAN (STRING, SET [, BACK]) 它返回属于SET的STRING最左边的索引（最右边，如果BACK是.TRUE。），如果没有，则返回0。
16	TRIM (STRING) 删除尾随空白字符
17	VERIFY (STRING, SET [, BACK]) 验证字符串中的字符集

Kind 函数

Sr.No	功能说明
1	KIND (X) 它返回kind类型参数值。
2	SELECTED_INT_KIND (R) 它返回指定指数范围的类型参数类型。
3	SELECTED_REAL_KIND ([P, R]) 实物类型参数值，给定精度和范围

Sr.No

功能说明

KIND (X)

它返回kind类型参数值。

SELECTED_INT_KIND (R)

它返回指定指数范围的类型参数类型。

SELECTED_REAL_KIND ([P, R])

实物类型参数值，给定精度和范围

逻辑功能

Sr.No	功能说明
1	LOGICAL (L [, KIND]) 在具有不同种类类型参数的逻辑类型的对象之间转换