Fortran：使用 'read' 读取数据时检查数据格式
Fortran : check data format while reading data with 'read'
我有特定的数据格式，比如 'n'（任意）行和“4”列。如果 'n' 为“10”，则示例数据将如下所示。
1.01e+00 -2.01e-02 -3.01e-01 4.01e+02
1.02e+00 -2.02e-02 -3.02e-01 4.02e+02
1.03e+00 -2.03e-02 -3.03e-01 4.03e+02
1.04e+00 -2.04e-02 -3.04e-01 4.04e+02
1.05e+00 -2.05e-02 -3.05e-01 4.05e+02
1.06e+00 -2.06e-02 -3.06e-01 4.06e+02
1.07e+00 -2.07e-02 -3.07e-01 4.07e+02
1.08e+00 -2.08e-02 -3.08e-01 4.07e+02
1.09e+00 -2.09e-02 -3.09e-01 4.09e+02
1.10e+00 -2.10e-02 -3.10e-01 4.10e+02
构建此输入的限制是
- 数据应该有“4”列。
- 数据以白色分隔 spaces.
我想实现一个功能来检查输入文件的每一行是否有“4”列，并根据 post 中的“M.S.B”答案构建我自己的Reading data file in Fortran with known number of lines but unknown number of entries in each line.
program readtest
use :: iso_fortran_env
implicit none
character(len=512) :: buffer
integer :: i, i_line, n, io, pos, pos_tmp, n_space
integer,parameter :: max_len = 512
character(len=max_len) :: filename
filename = 'data_wrong.dat'
open(42, file=trim(filename), status='old', action='read')
print *, '+++++++++++++++++++++++++++++++++++'
print *, '+ Count lines +'
print *, '+++++++++++++++++++++++++++++++++++'
n = 0
i_line = 0
do
pos = 1
pos_tmp = 1
i_line = i_line+1
read(42, '(a)', iostat=io) buffer
(*1)! Count blank spaces.
n_space = 0
do
pos = index(buffer(pos+1:), " ") + pos
if (pos /= 0) then
if (pos > pos_tmp+1) then
n_space = n_space+1
pos_tmp = pos
else
pos_tmp = pos
end if
endif
if (pos == max_len) then
exit
end if
end do
pos_tmp = pos
if (io /= 0) then
exit
end if
print *, '> line : ', i_line, ' n_space : ', n_space
n = n+1
end do
print *, ' >> number of line = ', n
end program
如果我 运行 上述程序的输入文件有如下错误行，
1.01e+00 -2.01e-02 -3.01e-01 4.01e+02
1.02e+00 -2.02e-02 -3.02e-01 4.02e+02
1.03e+00 -2.03e-02 -3.03e-01 4.03e+02
1.04e+00 -2.04e-02 -3.04e-01 4.04e+02
1.05e+00 -2.05e-02 -3.05e-01 4.05e+02
1.06e+00 -2.06e-02 -3.06e-01 4.06e+02
1.07e+00 -2.07e-02 -3.07e-01 4.07e+02
1.0 2.0 3.0
1.08e+00 -2.08e-02 -3.08e-01 4.07e+02 1.00
1.09e+00 -2.09e-02 -3.09e-01 4.09e+02
1.10e+00 -2.10e-02 -3.10e-01 4.10e+02
输出是这样的，
+++++++++++++++++++++++++++++++++++
+ Count lines +
+++++++++++++++++++++++++++++++++++
> line : 1 n_space : 4
> line : 2 n_space : 4
> line : 3 n_space : 4
> line : 4 n_space : 4
> line : 5 n_space : 4
> line : 6 n_space : 4
> line : 7 n_space : 4
> line : 8 n_space : 3 (*2)
> line : 9 n_space : 5 (*3)
> line : 10 n_space : 4
> line : 11 n_space : 4
>> number of line = 11
而且你可以看到错误的行被正确检测到，正如我预期的那样（参见（*2）和（*3）），我可以编写 'if' 语句来生成一些错误消息。
但我认为我的代码 'extremely' 很难看，因为我必须在代码中执行类似 (*1) 的操作才能将连续的白色 space 计为一个 space。我认为会有更优雅的方法来确保每行只包含“4”列，比如说，
read(*,'4(X, A)') line
（没用）
如果 'buffer' 的长度超过 'max_len'（在本例中设置为“512”），我的程序也会失败。事实上，“512”对于大多数实际用途来说应该足够了，我也希望我的检查子程序以这种方式健壮。
所以，我想至少在这些方面改进我的子程序
- 希望它更优雅（而不是 (*1)）
- 更笼统（尤其是 'max_len'）
有没有人有构建这种输入检查子程序的经验？？
如有任何意见，我们将不胜感激。
感谢您阅读问题。
如果不了解确切的数据格式，我认为实现您想要的效果会相当困难（或者至少，我不知道该怎么做）。
在最一般的情况下，我认为你的space计数思路是最稳健和正确的。
可以对其进行调整以避免您描述的最大字符串长度问题。
在下面的代码中，我将数据作为未格式化的流访问文件进行处理。
基本上你阅读每个字符并记下 new_lines 和 spaces。
正如您所做的那样，您使用 spaces 来计算列数（跳过双 spaces）和 new_line 字符来计算行数。
但是，这里我们不是将整行作为字符串读取并通过它来查找 spaces；我们逐个读取一个字符，避免了固定字符串长度的问题，而且我们也以一个循环结束。希望对你有帮助。
编辑：现在在行尾开始处理白色 spaces 和空行
program readtest
use :: iso_fortran_env
implicit none
character :: old_char, new_char
integer :: line, io, cols
logical :: beg_line
integer,parameter :: max_len = 512
character(len=max_len) :: filename
filename = 'data_wrong.txt'
! Output format to be used later
100 format (a, 3x, i0, a, 3x , i0)
open(42, file=trim(filename), status='old', action='read', &
form="unformatted", access="stream")
! set utils
old_char = " "
line = 0
beg_line = .true.
cols = 0
! Start scannig char by char
do
read(42, iostat = io) new_char
! Exit if EOF
if (io < 0) then
exit
end if
! Deal with empty lines
if (beg_line .and. new_char==new_line(new_char)) then
line = line + 1
write(*, 100, advance="no") "Line number:", line, &
"; Columns: Number", cols
write(*,'(6x, a5)') "EMPTYLINE"
! Deal with beginning of line for white spaces
elseif (beg_line) then
beg_line = .false.
! this indicates new columns
elseif (new_char==" " .and. old_char/=" ") then
cols = cols + 1
! End of line: time to print
elseif (new_char==new_line(new_char)) then
if (old_char/=" ") then
cols = cols+1
endif
line = line + 1
! Printing out results
write(*, 100, advance="no") "Line number:", line, &
"; Columns: Number", cols
if (cols == 4) then
write(*,'(6x, a5)') "OK"
else
write(*,'(6x, a5)') "ERROR"
end if
! Restart with a new line (reset counters)
cols = 0
beg_line = .true.
end if
old_char = new_char
end do
end program
这是这个程序的输出：
Line number: 1; Columns number: 4 OK
Line number: 2; Columns number: 4 OK
Line number: 3; Columns number: 4 OK
Line number: 4; Columns number: 4 OK
Line number: 5; Columns number: 4 OK
Line number: 6; Columns number: 4 OK
Line number: 7; Columns number: 4 OK
Line number: 8; Columns number: 3 ERROR
Line number: 9; Columns number: 5 ERROR
Line number: 10; Columns number: 4 OK
Line number: 11; Columns number: 4 OK
如果你知道你的数据格式，你可以在 4 维向量中读取你的行，并使用 iostat 变量在每一行打印出一个错误，其中 iostat 是一个大于的整数0.
您可以使用子字符串操作来获取您想要的内容，而不是计算空格。一个简单的例子如下：
program foo
implicit none
character(len=512) str ! Assume str is sufficiently long buffer
integer fd, cnt, m, n
open(newunit=fd, file='test.dat', status='old')
do
cnt = 0
read(fd,'(A)',end=10) str
str = adjustl(str) ! Eliminate possible leading whitespace
do
n = index(str, ' ') ! Find first space
if (n /= 0) then
write(*, '(A)', advance='no') str(1:n)
str = adjustl(str(n+1:))
end if
if (len_trim(str) == 0) exit ! Trailing whitespace
cnt = cnt + 1
end do
if (cnt /= 3) then
write(*,'(A)') ' Error'
else
write(*,*)
end if
end do
10 close(fd)
end program foo
这应该读取任何合理长度的行（直到你的编译器默认的行限制，现在通常是 2GB）。您可以将其更改为流 I/O 以没有限制，但大多数 Fortran 编译器无法从标准输入读取流 I/O，本示例从中读取。因此，如果该行看起来像一个数字列表，它应该读取它们，告诉你它读取了多少，并让你知道它读取任何值作为数字（字符串，大于 REAL 大小的字符串）是否有错误价值， ....）。这里的所有部分都在 Fortran Wiki 上进行了解释，但为了简短起见，这是一个将各个部分组合在一起的精简版本。最奇怪的行为是，如果你输入这样的东西，里面有一个斜线
10 20,,30,40e4 50 / this is a list of numbers
它会将斜杠后的所有内容都视为注释，并且不会生成非零状态 return 而 return 有五个值。对于代码的更详细解释，我认为 Wiki 上的注释部分解释了它是如何工作的。在搜索中，查找“getvals”和“readline”。
所以使用这个程序你可以读取一行，如果 return 状态为零并且读取的值的数量是四个你应该很好，除了一些尘土飞扬的角落，这些线条肯定不会看起来就像一个数字列表。
module M_getvals
private
public getvals, readline
implicit none
contains
subroutine getvals(line,values,icount,ierr)
character(len=*),intent(in) :: line
real :: values(:)
integer,intent(out) :: icount, ierr
character(len=:),allocatable :: buffer
character(len=len(line)) :: words(size(values))
integer :: ios, i
ierr=0
words=' '
buffer=trim(line)//"/"
read(buffer,*,iostat=ios) words
icount=0
do i=1,size(values)
if(words(i).eq.'') cycle
read(words(i),*,iostat=ios)values(icount+1)
if(ios.eq.0)then
icount=icount+1
else
ierr=ios
write(*,*)'*getvals* WARNING:['//trim(words(i))//'] is not a number'
endif
enddo
end subroutine getvals
subroutine readline(line,ier)
character(len=:),allocatable,intent(out) :: line
integer,intent(out) :: ier
integer,parameter :: buflen=1024
character(len=buflen) :: buffer
integer :: last, isize
line=''
ier=0
INFINITE: do
read(*,iostat=ier,fmt='(a)',advance='no',size=isize) buffer
if(isize.gt.0)line=line//buffer(:isize)
if(is_iostat_eor(ier))then
last=len(line)
if(last.ne.0)then
if(line(last:last).eq.'\')then
line=line(:last-1)
cycle INFINITE
endif
endif
ier=0
exit INFINITE
elseif(ier.ne.0)then
exit INFINITE
endif
enddo INFINITE
line=trim(line)
end subroutine readline
end module M_getvals
program tryit
use M_getvals, only: getvals, readline
implicit none
character(len=:),allocatable :: line
real,allocatable :: values(:)
integer :: icount, ier, ierr
INFINITE: do
call readline(line,ier)
if(allocated(values))deallocate(values)
allocate(values(len(line)/2+1))
if(ier.ne.0)exit INFINITE
call getvals(line,values,icount,ierr)
write(*,'(*(g0,1x))')'VALUES=',values(:icount),'NUMBER OF VALUES=',icount,'STATUS=',ierr
enddo INFINITE
end program tryit
老实说，它应该可以与你扔给它的任何一行都合理地工作。
PS:
如果您总是读取四个值，使用列表导向 I/O 并在 READ 上检查 iostat= 值并检查您是否命中 EOR 将非常简单（只需几行），但既然您说过要读取行任意长度我假设一行有四个值只是一个例子，你想要一些非常通用的东西。
我有特定的数据格式，比如 'n'（任意）行和“4”列。如果 'n' 为“10”，则示例数据将如下所示。
1.01e+00 -2.01e-02 -3.01e-01 4.01e+02
1.02e+00 -2.02e-02 -3.02e-01 4.02e+02
1.03e+00 -2.03e-02 -3.03e-01 4.03e+02
1.04e+00 -2.04e-02 -3.04e-01 4.04e+02
1.05e+00 -2.05e-02 -3.05e-01 4.05e+02
1.06e+00 -2.06e-02 -3.06e-01 4.06e+02
1.07e+00 -2.07e-02 -3.07e-01 4.07e+02
1.08e+00 -2.08e-02 -3.08e-01 4.07e+02
1.09e+00 -2.09e-02 -3.09e-01 4.09e+02
1.10e+00 -2.10e-02 -3.10e-01 4.10e+02
构建此输入的限制是
- 数据应该有“4”列。
- 数据以白色分隔 spaces.
我想实现一个功能来检查输入文件的每一行是否有“4”列，并根据 post 中的“M.S.B”答案构建我自己的Reading data file in Fortran with known number of lines but unknown number of entries in each line.
program readtest
use :: iso_fortran_env
implicit none
character(len=512) :: buffer
integer :: i, i_line, n, io, pos, pos_tmp, n_space
integer,parameter :: max_len = 512
character(len=max_len) :: filename
filename = 'data_wrong.dat'
open(42, file=trim(filename), status='old', action='read')
print *, '+++++++++++++++++++++++++++++++++++'
print *, '+ Count lines +'
print *, '+++++++++++++++++++++++++++++++++++'
n = 0
i_line = 0
do
pos = 1
pos_tmp = 1
i_line = i_line+1
read(42, '(a)', iostat=io) buffer
(*1)! Count blank spaces.
n_space = 0
do
pos = index(buffer(pos+1:), " ") + pos
if (pos /= 0) then
if (pos > pos_tmp+1) then
n_space = n_space+1
pos_tmp = pos
else
pos_tmp = pos
end if
endif
if (pos == max_len) then
exit
end if
end do
pos_tmp = pos
if (io /= 0) then
exit
end if
print *, '> line : ', i_line, ' n_space : ', n_space
n = n+1
end do
print *, ' >> number of line = ', n
end program
如果我 运行 上述程序的输入文件有如下错误行，
1.01e+00 -2.01e-02 -3.01e-01 4.01e+02
1.02e+00 -2.02e-02 -3.02e-01 4.02e+02
1.03e+00 -2.03e-02 -3.03e-01 4.03e+02
1.04e+00 -2.04e-02 -3.04e-01 4.04e+02
1.05e+00 -2.05e-02 -3.05e-01 4.05e+02
1.06e+00 -2.06e-02 -3.06e-01 4.06e+02
1.07e+00 -2.07e-02 -3.07e-01 4.07e+02
1.0 2.0 3.0
1.08e+00 -2.08e-02 -3.08e-01 4.07e+02 1.00
1.09e+00 -2.09e-02 -3.09e-01 4.09e+02
1.10e+00 -2.10e-02 -3.10e-01 4.10e+02
输出是这样的，
+++++++++++++++++++++++++++++++++++
+ Count lines +
+++++++++++++++++++++++++++++++++++
> line : 1 n_space : 4
> line : 2 n_space : 4
> line : 3 n_space : 4
> line : 4 n_space : 4
> line : 5 n_space : 4
> line : 6 n_space : 4
> line : 7 n_space : 4
> line : 8 n_space : 3 (*2)
> line : 9 n_space : 5 (*3)
> line : 10 n_space : 4
> line : 11 n_space : 4
>> number of line = 11
而且你可以看到错误的行被正确检测到，正如我预期的那样（参见（*2）和（*3）），我可以编写 'if' 语句来生成一些错误消息。
但我认为我的代码 'extremely' 很难看，因为我必须在代码中执行类似 (*1) 的操作才能将连续的白色 space 计为一个 space。我认为会有更优雅的方法来确保每行只包含“4”列，比如说，
read(*,'4(X, A)') line
（没用）
如果 'buffer' 的长度超过 'max_len'（在本例中设置为“512”），我的程序也会失败。事实上，“512”对于大多数实际用途来说应该足够了，我也希望我的检查子程序以这种方式健壮。
所以，我想至少在这些方面改进我的子程序
- 希望它更优雅（而不是 (*1)）
- 更笼统（尤其是 'max_len'）
有没有人有构建这种输入检查子程序的经验？？
如有任何意见，我们将不胜感激。
感谢您阅读问题。
如果不了解确切的数据格式，我认为实现您想要的效果会相当困难（或者至少，我不知道该怎么做）。
在最一般的情况下，我认为你的space计数思路是最稳健和正确的。 可以对其进行调整以避免您描述的最大字符串长度问题。
在下面的代码中，我将数据作为未格式化的流访问文件进行处理。
基本上你阅读每个字符并记下 new_lines 和 spaces。
正如您所做的那样，您使用 spaces 来计算列数（跳过双 spaces）和 new_line 字符来计算行数。
但是，这里我们不是将整行作为字符串读取并通过它来查找 spaces；我们逐个读取一个字符，避免了固定字符串长度的问题，而且我们也以一个循环结束。希望对你有帮助。
编辑：现在在行尾开始处理白色 spaces 和空行
program readtest
use :: iso_fortran_env
implicit none
character :: old_char, new_char
integer :: line, io, cols
logical :: beg_line
integer,parameter :: max_len = 512
character(len=max_len) :: filename
filename = 'data_wrong.txt'
! Output format to be used later
100 format (a, 3x, i0, a, 3x , i0)
open(42, file=trim(filename), status='old', action='read', &
form="unformatted", access="stream")
! set utils
old_char = " "
line = 0
beg_line = .true.
cols = 0
! Start scannig char by char
do
read(42, iostat = io) new_char
! Exit if EOF
if (io < 0) then
exit
end if
! Deal with empty lines
if (beg_line .and. new_char==new_line(new_char)) then
line = line + 1
write(*, 100, advance="no") "Line number:", line, &
"; Columns: Number", cols
write(*,'(6x, a5)') "EMPTYLINE"
! Deal with beginning of line for white spaces
elseif (beg_line) then
beg_line = .false.
! this indicates new columns
elseif (new_char==" " .and. old_char/=" ") then
cols = cols + 1
! End of line: time to print
elseif (new_char==new_line(new_char)) then
if (old_char/=" ") then
cols = cols+1
endif
line = line + 1
! Printing out results
write(*, 100, advance="no") "Line number:", line, &
"; Columns: Number", cols
if (cols == 4) then
write(*,'(6x, a5)') "OK"
else
write(*,'(6x, a5)') "ERROR"
end if
! Restart with a new line (reset counters)
cols = 0
beg_line = .true.
end if
old_char = new_char
end do
end program
这是这个程序的输出：
Line number: 1; Columns number: 4 OK
Line number: 2; Columns number: 4 OK
Line number: 3; Columns number: 4 OK
Line number: 4; Columns number: 4 OK
Line number: 5; Columns number: 4 OK
Line number: 6; Columns number: 4 OK
Line number: 7; Columns number: 4 OK
Line number: 8; Columns number: 3 ERROR
Line number: 9; Columns number: 5 ERROR
Line number: 10; Columns number: 4 OK
Line number: 11; Columns number: 4 OK
如果你知道你的数据格式，你可以在 4 维向量中读取你的行，并使用 iostat 变量在每一行打印出一个错误，其中 iostat 是一个大于的整数0.
您可以使用子字符串操作来获取您想要的内容，而不是计算空格。一个简单的例子如下：
program foo
implicit none
character(len=512) str ! Assume str is sufficiently long buffer
integer fd, cnt, m, n
open(newunit=fd, file='test.dat', status='old')
do
cnt = 0
read(fd,'(A)',end=10) str
str = adjustl(str) ! Eliminate possible leading whitespace
do
n = index(str, ' ') ! Find first space
if (n /= 0) then
write(*, '(A)', advance='no') str(1:n)
str = adjustl(str(n+1:))
end if
if (len_trim(str) == 0) exit ! Trailing whitespace
cnt = cnt + 1
end do
if (cnt /= 3) then
write(*,'(A)') ' Error'
else
write(*,*)
end if
end do
10 close(fd)
end program foo
这应该读取任何合理长度的行（直到你的编译器默认的行限制，现在通常是 2GB）。您可以将其更改为流 I/O 以没有限制，但大多数 Fortran 编译器无法从标准输入读取流 I/O，本示例从中读取。因此，如果该行看起来像一个数字列表，它应该读取它们，告诉你它读取了多少，并让你知道它读取任何值作为数字（字符串，大于 REAL 大小的字符串）是否有错误价值， ....）。这里的所有部分都在 Fortran Wiki 上进行了解释，但为了简短起见，这是一个将各个部分组合在一起的精简版本。最奇怪的行为是，如果你输入这样的东西，里面有一个斜线
10 20,,30,40e4 50 / this is a list of numbers
它会将斜杠后的所有内容都视为注释，并且不会生成非零状态 return 而 return 有五个值。对于代码的更详细解释，我认为 Wiki 上的注释部分解释了它是如何工作的。在搜索中，查找“getvals”和“readline”。
所以使用这个程序你可以读取一行，如果 return 状态为零并且读取的值的数量是四个你应该很好，除了一些尘土飞扬的角落，这些线条肯定不会看起来就像一个数字列表。
module M_getvals
private
public getvals, readline
implicit none
contains
subroutine getvals(line,values,icount,ierr)
character(len=*),intent(in) :: line
real :: values(:)
integer,intent(out) :: icount, ierr
character(len=:),allocatable :: buffer
character(len=len(line)) :: words(size(values))
integer :: ios, i
ierr=0
words=' '
buffer=trim(line)//"/"
read(buffer,*,iostat=ios) words
icount=0
do i=1,size(values)
if(words(i).eq.'') cycle
read(words(i),*,iostat=ios)values(icount+1)
if(ios.eq.0)then
icount=icount+1
else
ierr=ios
write(*,*)'*getvals* WARNING:['//trim(words(i))//'] is not a number'
endif
enddo
end subroutine getvals
subroutine readline(line,ier)
character(len=:),allocatable,intent(out) :: line
integer,intent(out) :: ier
integer,parameter :: buflen=1024
character(len=buflen) :: buffer
integer :: last, isize
line=''
ier=0
INFINITE: do
read(*,iostat=ier,fmt='(a)',advance='no',size=isize) buffer
if(isize.gt.0)line=line//buffer(:isize)
if(is_iostat_eor(ier))then
last=len(line)
if(last.ne.0)then
if(line(last:last).eq.'\')then
line=line(:last-1)
cycle INFINITE
endif
endif
ier=0
exit INFINITE
elseif(ier.ne.0)then
exit INFINITE
endif
enddo INFINITE
line=trim(line)
end subroutine readline
end module M_getvals
program tryit
use M_getvals, only: getvals, readline
implicit none
character(len=:),allocatable :: line
real,allocatable :: values(:)
integer :: icount, ier, ierr
INFINITE: do
call readline(line,ier)
if(allocated(values))deallocate(values)
allocate(values(len(line)/2+1))
if(ier.ne.0)exit INFINITE
call getvals(line,values,icount,ierr)
write(*,'(*(g0,1x))')'VALUES=',values(:icount),'NUMBER OF VALUES=',icount,'STATUS=',ierr
enddo INFINITE
end program tryit
老实说，它应该可以与你扔给它的任何一行都合理地工作。
PS: 如果您总是读取四个值，使用列表导向 I/O 并在 READ 上检查 iostat= 值并检查您是否命中 EOR 将非常简单（只需几行），但既然您说过要读取行任意长度我假设一行有四个值只是一个例子，你想要一些非常通用的东西。