面试题：Fortran日期时间计算与格式转换

Question

假设给定一个起始日期（以任意合理格式表示，例如YYYYMMDD），编写Fortran程序计算该日期加上100天后的日期，并将结果以'YYYY年MM月DD日'的格式输出。阐述实现过程中如何处理日期进位等问题以及所涉及的日期时间处理函数原理。

Answer 1

以下是实现该功能的Fortran代码：

program add_days
    implicit none
    integer :: start_year, start_month, start_day
    integer :: end_year, end_month, end_day
    integer :: days_in_month(12)
    character(len=10) :: start_date
    character(len=10) :: end_date

    ! 初始化每个月的天数
    days_in_month = [31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31]

    ! 输入起始日期，假设格式为YYYYMMDD
    read(*, '(A10)') start_date
    read(start_date(1:4), *) start_year
    read(start_date(5:6), *) start_month
    read(start_date(7:8), *) start_day

    ! 处理闰年，2月有29天
    if (mod(start_year, 4) == 0 .and. (mod(start_year, 100) /= 0 .or. mod(start_year, 400) == 0)) then
        days_in_month(2) = 29
    end if

    end_year = start_year
    end_month = start_month
    end_day = start_day
    integer :: days_to_add = 100

    do while (days_to_add > 0)
        if (end_day < days_in_month(end_month)) then
            end_day = end_day + 1
            days_to_add = days_to_add - 1
        else
            end_day = 1
            if (end_month < 12) then
                end_month = end_month + 1
            else
                end_month = 1
                end_year = end_year + 1
                ! 处理新一年的闰年情况
                if (mod(end_year, 4) == 0 .and. (mod(end_year, 100) /= 0 .or. mod(end_year, 400) == 0)) then
                    days_in_month(2) = 29
                else
                    days_in_month(2) = 28
                end if
            end if
        end if
    end do

    write(end_date, '(I4, "年", I2.2, "月", I2.2, "日")') end_year, end_month, end_day
    print *, end_date
end program add_days

实现过程中日期进位问题处理

1. 初始化天数数组：创建一个数组days_in_month来存储每个月的天数，初始值为平年的天数。
2. 处理闰年：检查起始年份是否为闰年，如果是，则将2月的天数设为29。
3. 日期计算：通过循环，每次增加一天，当当前日期达到当月的最大天数时，将日期设为1，并将月份加1。如果月份达到12，则将月份设为1，并将年份加1。在年份变化时，重新检查是否为闰年，调整2月的天数。

日期时间处理函数原理

1. mod函数：用于判断年份是否为闰年。闰年的判断条件是能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除。mod(year, 4) == 0 .and. (mod(year, 100) /= 0 .or. mod(year, 400) == 0) 这个逻辑表达式实现了该判断。
2. read和write函数：read函数用于从输入读取起始日期，并解析成年、月、日。write函数用于将计算后的日期格式化为指定的输出格式'YYYY年MM月DD日'。