3. Организация данных
Для каждого применяемого внутри программной единицы объекта данных должны быть определены тип, диапазон изменения (в случае числового типа), а также форма представления: скаляр или массив. Данные также должны быть разделены на изменяемые - переменные - и не подлежащие изменению - константы.
Помимо переменных и констант к объектам данных можно отнести и функции, поскольку они так же, как и переменные и константы, обладают типом и используются в качестве операндов выражений.
Термины переменная и константа распространяются на скаляры, массивы и их подобъекты, например элементы массивов, компоненты структур, сечения массивов, подстроки.
Цель настоящей главы - рассмотрение типов данных Фортрана, их свойств, способов объявления объектов данных разных типов, способов задания начальных значений переменных и других, связанных с организацией данных вопросов. Диапазон рассмотрения ограничен скалярами. Массивы, как более сложные, играющие исключительно важную роль в Фортране объекты данных, рассмотрены отдельно.
Замечание. При описании операторов Фортрана их необязательные элементы заключаются в квадратные скобки. Символ вертикальной черты
(|) используется в описании оператора для обозначения "или".
3.1. Типы данных
Типы данных разделяются на встроенные и производные, создаваемые пользователем (разд. 3.9).
Встроенные типы данных:
Целый - INTEGER, BYTE, INTEGER(1), INTEGER(2), INTEGER(4). Вещественный - REAL, REAL(4), REAL(8), DOUBLE PRECISION. Комплексный - COMPLEX, COMPLEX(4), COMPLEX(8), DOUBLE COMPLEX.
Логический - LOGICAL, LOGICAL(1), LOGICAL(2), LOGICAL(4). Объект данных логического типа может принимать значения .TRUE. (истина)
или .FALSE. (ложь).
Символьный - CHARACTER(n), где n - длина символьной строки
(1 ≤ n ≤ 32767).
В Фортране каждый встроенный тип данных характеризуется параметром разновидности (KIND). Для числовых типов данных этот параметр описывает точность и диапазон изменения. В настоящее время для символьного типа данных существует только одна разновидность
(KIND = 1).
47
О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
Каждый встроенный тип данных имеет стандартную, задаваемую по умолчанию разновидность. Встроенный тип с задаваемой по умолчанию разновидностью называется стандартным типом данных.
Стандартные типы данных:
Целый - INTEGER.
Вещественный - REAL.
Комплексный - COMPLEX.
Логический - LOGICAL.
Символьный - CHARACTER.
В табл. 3.1 приведены разновидности встроенных типов данных. В графе "Число байт" указано количество байт, отводимых под объект заданного типа. При обозначении типа данных использован введенный в стандарте Фортран 90 синтаксис.
Таблица 3.1. Разновидности встроенных типов данных
Типы |
Разновидность |
Число |
Примечание |
|
|
байт |
|
|
Целый тип |
|
|
|
|
|
|
BYTE |
1 |
1 |
То же, что и INTEGER(1) |
|
|
|
|
INTEGER(1) |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
INTEGER(2) |
2 |
2 |
|
INTEGER(4) |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
INTEGER |
4 |
4 |
То же, что и INTEGER(4) |
|
|
|
|
|
Вещественный тип |
||
|
|
|
|
REAL(4) |
4 |
4 |
|
REAL |
4 |
4 |
То же, что и REAL(4) |
|
|
|
|
REAL(8) |
8 |
8 |
|
|
|
|
|
DOUBLE |
8 |
8 |
То же, что и REAL(8) |
PRECISION |
|
|
|
|
Комплексный тип |
||
|
|
|
|
COMPLEX(4) |
4 |
8 |
4 байта под действительную |
|
|
|
и столько же под мнимую часть |
COMPLEX |
4 |
8 |
То же, что и COMPLEX(4) |
|
|
|
|
COMPLEX(8) |
8 |
16 |
8 байт под действительную |
|
|
|
и столько же под мнимую часть |
DOUBLE |
8 |
16 |
То же, что и COMPLEX(8) |
COMPLEX |
|
|
|
48
|
|
|
|
|
риложение3. Организация данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Логический тип |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
LOGICAL(1) |
1 |
|
1 |
Байт, содержащий либо 0 - |
|
|
|
|
|
|
.FALSE., либо 1 - .TRUE. |
|
|
LOGICAL(2) |
2 |
|
2 |
Первый (старший) байт |
|
|
|
|
|
|
содержит значение LOGICAL(1), |
|
|
|
|
|
|
второй - null |
|
|
LOGICAL(4) |
4 |
|
4 |
Первый байт содержит значение |
|
|
|
|
|
|
LOGICAL(1), остальные - null |
|
|
LOGICAL |
4 |
|
4 |
То же, что и LOGICAL(4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Символьный тип |
|
||
|
CHARACTER или |
1 |
|
1 |
Единичный символ |
|
|
CHARACTER(1) |
|
|
|
|
|
|
CHARACTER(n) |
1 |
|
n |
n - длина строки в байтах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечания:
1.Каждый числовой тип данных содержит 0, который не имеет знака.
2.Все приведенные в табл. 3.1 типы данных были доступны и в Фортране 77. Правда, синтаксис определения типа был иным, например:
Фортран 90 |
Фортран 77 |
INTEGER(1) |
INTEGER*1 |
INTEGER |
INTEGER |
COMPLEX(4) |
COMPLEX*8 |
COMPLEX(8) |
COMPLEX*16 |
В Фортране 90 после описания встроенного типа данных в скобках указывается значение параметра разновидности, а в Фортране 77 после звездочки следует число отводимых под тип байт. С целью преемственности можно использовать при задании типов данных синтаксис Фортрана 77.
Помимо встроенных типов можно задать и производные типы данных (структуры), которые создаются комбинаций данных, встроенных и ранее введенных производных типов. Такие типы данных вводятся оператором
TYPE ... END TYPE.
Фортран включает большое число встроенных числовых справочных и преобразовывающих функций (разд. 6.11-6.13), позволяющих получать информацию о свойствах данных различных типов. Так, наибольшее положительное число для целого и вещественного типов определяется функцией HUGE, а наименьшее положительное число вещественного типа - функцией TINY.
49