BASIC 与 FORTRAN 77：比较过去的编程语言-51CTO.COM

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。