如果你和我一样，在 20 世纪七八十年代使用计算机长大，你可能学过一种常见的个人计算机编程语言，名为 BASIC（全称是 “ 初学者的通用符号指令代码 Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code ”）。那个时期，包括 TRS-80、Apple II 和 IBM PC 在内的每台个人计算机都可以找到 BASIC 实现。当时，我是一个自学的 BASIC 程序员，在尝试了 Apple II 上的 AppleSoft BASIC 后，转向 IBM PC 上的 GW-BASIC，后来在 DOS 上学习了 QuickBASIC。

我通过编写一个示例程序来探索 BASIC 和 FORTRAN 77 中的 FOR 循环，以将数字列表从 1 加到 10。

但是曾经，一种在科学编程领域受欢迎的语言是 FORTRAN（即 “ 公式翻译 FORmula TRANslation ”）。尽管在 1990 年对该语言进行的规范以后，该名称更常见的风格是 “Fortran”。

当我在 1990 年代初作为大学本科物理学生学习物理学时，我利用自己在 BASIC 上的经验学习了 FORTRAN 77。那时我意识到 BASIC 许多概念都来源于 FORTRAN。当然，FORTRAN 和 BASIC 在很多其他方面也存在差异，但我发现了解一点 BASIC 可以帮助我快速学习 FORTRAN 编程。

我想通过使用两种语言编写相同的程序，展示它们之间的一些相似之处。通过编写一个示例程序来探索 BASIC 和 FORTRAN 77 中的 FOR 循环，这个程序将把 1 到 10 之间的数字相加。

Bywater BASIC

BASIC 存在许多种不同的版本，这取决于你的计算机，但该语言总体保持不变。我喜欢的一种 BASIC 版本是 Bywater BASIC，这是一种开源的 BASIC 实现，适用于包括 Linux 和 DOS 在内的不同平台。

要在 FreeDOS 上使用 Bywater BASIC，你必须首先从 FreeDOS 1.3 Bonus CD 中 安装该软件包。然后进入 C: 目录并输入 bwbasic 命令，这将启动 BASIC 解释器。你可以在这个提示符下输入程序：

bwBASIC:

Bywater BASIC 使用较早的 BASIC 编程标准，需要你在每个程序指令上编写一个行号。将行号视为索引。你可以使用行号轻松地引用程序中的任何指令。当你将程序键入 Bywater BASIC 解释器时，请在每个指令前添加行号：

bwBASIC: 10 print "Add the numbers from 1 to 10 ..."
bwBASIC: 20 sum = 0
bwBASIC: 30 for i = 1 to 10
bwBASIC: 40 sum = sum + i
bwBASIC: 50 next i
bwBASIC: 60 print sum
bwBASIC: 70 end

可以使用 list 命令查看你已经输入到解释器中的程序：

bwBASIC: list
10 print "Add the numbers from 1 to 10 ..."
20 sum = 0
30 for i = 1 to 10
40 sum = sum + i
50 next i
60 print sum
70 end

这个简短的程序演示了 BASIC 中的 FOR 循环。 FOR 是任何编程语言中最基本的循环构造，允许你迭代一组值。在 Bywater BASIC 中，FOR 循环的一般语法看起来像这样：

FOR 变量 = 起始值 TO 终止值

在这个示例程序中，指令 for i = 1 to 10 开始一个循环，迭代值为 1 到 10。在每个循环中，变量 i 被设置为新值。

在 BASIC 中，所有到 next 指令前的指令都将作为 FOR 循环的一部分执行。因为你可以将一个 FOR 循环放入另一个 FOR 循环中，Bywater BASIC 使用语法 NEXT 变量 来指定要迭代的循环变量。

在提示符下键入 run 来执行程序：

bwBASIC: run
Add the numbers from 1 to 10 ...
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Bywater BASIC 被称为 BASIC 解释器，因为只能从 Bywater BASIC 环境中运行程序。这意味着解释器会处理与操作系统的交互的所有繁重工作，因此你的程序不需要自己完成这个工作。 这样做的代价是，程序在解释环境中运行会比它作为编译程序运行慢一些。

FreeBASIC

另一个流行的 BASIC 实现是 FreeBASIC，这是一个开源的 BASIC 编译器，适用于多个平台，包括 Linux 和 DOS。要使用 FreeBASIC，你需要从 FreeDOS 1.3 Bonus CD 安装 FreeBASIC 包，然后进入 C: 目录，你会在这里找到 FreeBASIC 程序。

FreeBASIC 是一个编译器，因此你首先需要创建一个包含程序指令的源文件，然后使用源代码运行编译器以创建一个可运行的程序。我编写了一个类似于“将 1 到 10 的数字相加”的程序版本，将其保存为 BASIC 文件，并命名为 sum.bas：

dim sum as integer
dim i as integer
print "Add the numbers from 1 to 10 ..."
sum = 0
for i = 1 to 10
sum = sum + i
next
print sum
end

如果你将这段代码与 Bywater BASIC 版本的程序进行比较，你可能会注意到 FreeBASIC 不需要行号。FreeBASIC 实现了一种更现代的 BASIC 版本，使得编写程序时不需要跟踪行号更容易。

另一个主要的区别是你必须在源代码中定义或声明变量。使用 DIM 指令在 FreeBASIC 中声明变量，例如 dim sum as integer，以定义一个名为 sum 的整数变量。

现在可以在命令行上使用 fbc 编译 BASIC 程序：

C:\DEVEL\FBC> fbc sum.bas

如果你的代码没有任何错误，编译器将生成一个可以运行的程序。例如，我的程序现在称为 sum。运行我的程序将从 1 加到 10：

C:\DEVEL\FBC> sum
Add the numbers from 1 to 10 ...
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FORTRAN 77

FORTRAN 编程语言类似于旧式和现代 BASIC 之间的混合体。FORTRAN 比 BASIC 更早出现，而 BASIC 显然从 FORTRAN 中汲取灵感，就像后来的 FORTRAN 版本从 BASIC 中获得启示一样。你可以将 FORTRAN 程序以源代码的形式写成文件，但并不需要在每个地方使用行号。但是，FORTRAN 77 在某些指令中使用行号（称为标签），包括 FOR 循环。在 FORTRAN 77 中，FOR 实际上被称为 DO 循环，它执行相同的功能并具有几乎相同的用法。

在 FORTRAN 77 中，DO 循环的语法如下：

DO 行号 变量 = 起始值, 终止值

这种情况是需要行号来指示 DO 循环结束位置的一种情况。你在 BASIC 中使用了 NEXT 指令，但 FORTRAN 需要一个行标签。通常，该行是一个 CONTINUE 指令。

查看这个示例 FORTRAN 程序，了解如何使用 DO 循环来循环一组数字。我将此源文件保存为 sum.f：

PROGRAM MAIN
      INTEGER SUM,I
      PRINT *, 'ADD THE NUMBERS FROM 1 TO 10 ...'
      SUM = 0
      DO 10 I = 1, 10
        SUM = SUM + I
   10 CONTINUE
      PRINT *, SUM
      END

在 FORTRAN 中，每个程序都需要以 PROGRAM 指令开始，并指定程序名称。你可能会将此程序命名为 SUM，但随后在程序中不能使用变量 SUM。当我学习 FORTRAN 时，我从 C 编程中借鉴了一些东西，并以 PROGRAM MAIN 开始了我的所有 FORTRAN 程序，做法类似于 C 程序中的 main() 函数，因为我不太可能使用名为 MAIN 的变量。

FORTRAN 中的 DO 循环类似于 BASIC 中的 FOR 循环。它迭代从 1 到 10 的值。变量 I 在每次循环中获取新值。这样可以将 1 到 10 的每个数字相加，并在完成时打印总和。

你可以在每个平台上找到适合的 FORTRAN 编译器，包括 Linux 和 DOS。FreeDOS 1.3 的 Bonus CD 中包括 OpenWatcom FORTRAN 编译器。在 Linux 上，你可能需要安装一个包来安装 GNU Fortran 支持（在 GNU 编译器集合（GCC）中）。在 Fedora Linux 上，你可以使用以下命令添加 GNU Fortran 支持：

$ sudo dnf install gcc-gfortran

然后你可以使用以下命令编译 sum.f 并运行程序：

$ gfortran -o sum sum.f
$ ./sum
ADD THE NUMBERS FROM 1 TO 10 ...
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一点不同之处

我发现 FORTRAN 和 BASIC 非常相似，但也存在一些不同之处。这些语言的核心是不同的，但如果你了解一些 BASIC，你可以学习 FORTRAN，同样，如果你了解一些 FORTRAN，你也可以学习 BASIC。

如果你想探索这两种语言，有几点需要注意：

• FORTRAN 77 使用全大写，但后来的 FORTRAN 版本允许大小写混用，只要对变量、函数和子程序使用相同的大小写。大多数 BASIC 实现都不区分大小写，这意味着你可以自由地混合大小写字母。
• 有许多不同版本的 BASIC，但它们通常做同样的事情。如果你学会了一种 BASIC 实现方式，很容易学会另一种。注意 BASIC 解释器或编译器的警告或错误信息，查阅手册了解差异。
• 某些 BASIC 实现需要使用行号，例如 Bywater BASIC 和 GW-BASIC。更现代的 BASIC 版本允许你编写不使用行号的程序。FreeBASIC 需要使用 -lang 废弃选项编译带有行号的程序。

（题图：MJ/dba28597-dd62-4ffe-bb4a-e38874a65239）

via: https://opensource.com/article/23/4/basic-vs-fortran-77

作者：Jim Hall 选题：lkxed 译者：ChatGPT 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

Fortran 是在打孔卡时代编写的语言，因此它的语法非常有限。但你仍然可以用它编写有用和有趣的程序。

Fortran 77 是我学习的第一门编译型编程语言。一开始时，我自学了如何在 Apple II 上用 BASIC 编写程序，后来又学会在 DOS 上用 QBasic 编写程序。但是当我去大学攻读物理学时，我又学习了 Fortran。

Fortran 曾经在科学计算中很常见。曾几何时，所有计算机系统都有一个 Fortran 编译器。Fortran 曾经像今天的 Python 一样无处不在。因此，如果你是像我这样的物理学专业学生，在 1990 年代工作，那你肯定学习了 Fortran。

我一直认为 Fortran 与 BASIC 有点相似，所以每当我需要编写一个简短程序，来分析实验室数据或执行其他一些数值分析时，我都会很快想到 Fortran。我在空闲时用 Fortran 编写了一个“猜数字”游戏，其中计算机会在 1 到 100 之间选择一个数字，并让我猜这个数字。程序会一直循环，直到我猜对了为止。

“猜数字”程序练习了编程语言中的几个概念：如何为变量赋值、如何编写语句以及如何执行条件判断和循环。这是学习新编程语言时一个很好的的实践案例。

Fortran 编程基础

虽然 Fortran 这些年来一直在更新，但我最熟悉的还是 Fortran 77，这是我多年前学习的实现版本。Fortran 是程序员还在打孔卡上编程的年代创建的，因此“经典” Fortran 仅限于处理可以放在打孔卡上的数据。这意味着你只能编写符合以下限制条件的经典 Fortran 程序（LCTT 译注：后来的 Fortran 95 等版本已经对这些限制做了很大的改进，如有兴趣建议直接学习新版）：

• 每张卡只允许一行源代码。
• 仅识别第 1-72 列（最后八列，73-80，保留给卡片分类器）。
• 行号（“标签”）位于第 1-5 列。
• 程序语句在第 7-72 列。
• 要表示跨行，请在第 6 列中输入一个连续字符（通常是 +）。
• 要创建注释行，请在第 1 列中输入 C 或 *。
• 只有字符 A 到Z（大写字母）、0 到9（数字）和特殊字符 = + - * / ( ) , . $ ' : 和空格能够使用。

虽然有这些限制，你仍然可以编写非常有用和有趣的程序。

在 Fortran 中猜数字

通过编写“猜数字”游戏来探索 Fortran。这是我的实现代码：

CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
C     PROGRAM TO GUESS A NUMBER 1-100
CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
      PROGRAM GUESSNUM
      INTEGER SEED, NUMBER, GUESS

      PRINT *, 'ENTER A RANDOM NUMBER SEED'
      READ *, SEED
      CALL SRAND(SEED)

      NUMBER = INT( RAND(0) * 100 + 1 )

      PRINT *, 'GUESS A NUMBER BETWEEN 1 AND 100'
 10   READ *, GUESS

      IF (GUESS.LT.NUMBER) THEN
         PRINT *, 'TOO LOW'
      ELSE IF (GUESS.GT.NUMBER) THEN
         PRINT *, 'TOO HIGH'
      ENDIF

      IF (GUESS.NE.NUMBER) GOTO 10

      PRINT *, 'THATS RIGHT!'
      END

如果你熟悉其他编程语言，你大概可以通过阅读源代码来弄清楚这个程序在做什么。前三行是注释块，表示程序的功能。第四行 PROGRAM GUESSNUM 将其标识为一个 程序 program ，并由最后一行的 END 语句关闭。

定义变量后，程序会提示用户输入随机数种子。Fortran 程序无法从操作系统初始化随机数生成器，因此你必须始终使用“种子”值和 SRAND 子程序 subroutine 启动随机数生成器。

Fortran 使用 RAND(0) 函数生成 0 到 0.999…… 之间的随机数。参数 0 告诉 RAND 函数生成一个随机数。将此随机数乘以 100 以生成 0 到 99.999…… 之间的数字，然后加 1 得到 1 到 100.999…… 之间的值。INT 函数将结果截断为整数；因此，变量 NUMBER 就是一个介于 1 到 100 之间的随机数。

程序会给出提示，然后进入一个循环。Fortran 不支持更现代的编程语言中可用的 while 或 do-while 循环（LCTT 译注：Fortran 95 等新版支持，也因此在一定程度上减少了 GOTO 的使用）。相反，你必须使用标签（行号）和 GOTO 语句来构建自己的循环。这就是 READ 语句有一个行号的原因：你可以在循环末尾使用 GOTO 跳转到此标签。

穿孔卡片没有 <（小于）和 >（大于）符号，因此 Fortran 采用了另一种语法来进行值比较。要测试一个值是否小于另一个值，请使用 .LT.（小于）。要测试一个值是否大于另一个值，请使用 .GT.（大于）。等于和不等于分别是 .EQ. 和 .NE.。

在每次循环中，程序都会验证用户的猜测值。如果用户的猜测值小于随机数，程序打印 TOO LOW，如果猜测大于随机数，程序打印 TOO HIGH。循环会一直持续，直到用户的猜测值等于目标随机数为止。

当循环退出时，程序打印 THATS RIGHT! 并立即结束运行。

$ gfortran -Wall -o guess guess.f

$ ./guess
 ENTER A RANDOM NUMBER SEED
93759
 GUESS A NUMBER BETWEEN 1 AND 100
50
 TOO LOW
80
 TOO HIGH
60
 TOO LOW
70
 TOO LOW
75
 TOO HIGH
73
 TOO LOW
74
 THATS RIGHT!

每次运行程序时，用户都需要输入不同的随机数种子。如果你总是输入相同的种子，程序给出的随机数也会一直不变。

在其他语言中尝试

在学习一门新的编程语言时，这个“猜数字”游戏是一个很好的入门程序，因为它以非常简单的方式练习了几个常见的编程概念。通过用不同的编程语言实现这个简单的游戏，你可以弄清一些核心概念以及比较每种语言的细节。

你有最喜欢的编程语言吗？如何用你最喜欢的语言来编写“猜数字”游戏？跟随本系列文章来查看你可能感兴趣的其他编程语言示例吧。

via: https://opensource.com/article/21/1/fortran

作者：Jim Hall 选题：lujun9972 译者：unigeorge 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出