010.character_字符类型

字符类型character用来保存文本内容，适合表示名称、单位、标签、文件名、提示语等字符串数据。

本文代码

program characterDemo
  implicit none
  character(len=24) :: equationName ! 定义名为equationName最大长度是24字符的字符型变量
  character(len=12) :: speedUnit
  character(len=20) :: dataFileName

  equationName="Navier-Stokes" ! 字符赋值，右侧文本要放在引号中
  speedUnit="m/s" ! 字符串可保存单位
  dataFileName="run_001.dat" ! 字符串中可以保存文件名

  print *,"本例为character字符类型："
  print *,"equationName=",equationName,"end"
  print *,"equationName=",trim(equationName),"end"
  print *,"speedUnit=",trim(speedUnit)
  print *,"dataFileName=",trim(dataFileName)
end program characterDemo

编译运行

(base) hong@hongdeMacBook-Pro 010.character % gfortran exampleCharacter.f90
(base) hong@hongdeMacBook-Pro 010.character % ./a.out                      
 本例为character字符类型：
 equationName=Navier-Stokes           end
 equationName=Navier-Stokesend
 speedUnit=m/s
 dataFileName=run_001.dat
(base) hong@hongdeMacBook-Pro 010.character %

运行结果

equationName是字符型变量，声明时写成character(len=24) :: equationName，表示将字符串”Navier-Stokes”赋值给字符型变量equationName。其输出结果显示为：equationName=Navier-Stokes。但真实输出却是equationName=Navier-Stokes 11个空格 end，是因为
- equationName变量长度为24，Navier-Stokes只有13个字符
- equationName变量在输出时我没有用trim截断空格，所以编译器在右侧自动补了11个空格
- 我在后面加了”end”作为演示
- 在下一行我使用了trim(equationName)，结果自然是把两个字符串(变量equationName的字面量+”end”)连起来。
speedUnit字符型变量，声明时写成character(len=12) :: speedUnit，将字符串”m/s”赋值给speedUnit。输出结果显示为：speedUnit=m/s。
dataFileName同理。

知识点总结

fortran的character(len=…)是定长字符串；赋值内容不足指定长度时，右侧会自动补空格。trim()的作用是去掉字符串右侧的尾部空格，常用于输出和字符串拼接。
关于字符与字符串
- 通常来说，字符表示单个字符，如 “A”、”b”、”9″；字符串表示多个连续字符，如 “name:”、”label01″、”李四”。
- 在fortran语言中我把使用character类型声明的变量统一表述为“字符型变量”，这也贴合对character的直译”字符”。赋值给character变量的右侧内容通常称为字符串字面量；当长度为1时，也可以称为字符。
- 综上，我在运行结果中讲表示将字符串”Navier-Stokes”赋值给字符型变量equationName是准确的。
相较于其他常见编程语言，fortran不同于C#/C/C++要把字符与字符串严格分成两种类型。C的设计哲学是”字符=1字节；字符串=一串字节+\0来贴近内存，看上去很底层”，而fortran专注计算，早期没有作灵活地字符串设计，统一使用character表示字符型变量，很类似python没有char而统一使用string的高级抽象。

// csharp
char c = 'A'; // 字符类型
string s = "ABC"; // 字符串

// c
char c = 'A'; // 字符类型
char s[] = "ABC"; // C语言并没有内建的string类型。表示字符串时用“字符数组+结尾的空字符'\0'”。如char s[] = "ABC"; 实际包含了'A','B','C','\0' 四个字符，其中'\0'是空字符，数值为0，其用来表示字符串结束，所以数组大小是4，strlen(s)的结果是3。

// c++
char c = 'A';          // 字符类型
std::string s = "ABC"; // 字符串类型

% matlab
c = 'A';    % 字符/字符数组，长度为1
s = "ABC";  % 字符串类型string
s2 = 'ABC'; % 字符数组char array，并非string类型

# python
c = 'A'     # python没有单独的char类型，一般使用'A'表示字符
s = "ABC"   # 字符串类型str

# R
ch <- 'A'   # 字符串，之前用c代表char，但R语言有内置函数c()，所以使用ch代替。
s <- "ABC" # 字符串

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