- •Предисловие
- •1. Элементы языка
- •1.1. Свободная форма записи программы
- •1.2. Консоль-проект
- •1.2.1. Создание проекта в CVF
- •1.2.2. Создание проекта в FPS
- •1.2.3. Операции с проектом
- •1.2.4. Файлы с исходным текстом
- •1.3. Операторы
- •1.4. Объекты данных
- •1.5. Имена
- •1.6. Выражения и операции
- •1.7. Присваивание
- •1.8. Простой ввод/вывод
- •1.8.1. Некоторые правила ввода
- •1.8.2. Ввод из текстового файла
- •1.8.3. Вывод на принтер
- •1.9. Рекомендации по изучению Фортрана
- •1.10. Обработка программы
- •2. Элементы программирования
- •2.1. Алгоритм и программа
- •2.2. Базовые структуры алгоритмов
- •2.2.1. Блок операторов и конструкций
- •2.2.2. Ветвление
- •2.2.3. Цикл
- •2.2.3.1. Цикл "с параметром"
- •2.2.3.2. Циклы "пока" и "до"
- •2.2.4. Прерывание цикла. Объединение условий
- •2.3. Программирование "сверху вниз"
- •2.3.1. Использование функций
- •2.3.2. Использование подпрограмм
- •2.3.3. Использование модулей
- •2.4. Этапы проектирования программ
- •2.5. Правила записи исходного кода
- •3. Организация данных
- •3.1. Типы данных
- •3.2. Операторы объявления типов данных
- •3.2.1. Объявление данных целого типа
- •3.2.2. Объявление данных вещественного типа
- •3.2.3. Объявление данных комплексного типа
- •3.2.4. Объявление данных логического типа
- •3.3. Правила умолчания о типах данных
- •3.4. Изменение правил умолчания
- •3.5. Буквальные константы
- •3.5.1. Целые константы
- •3.5.2. Вещественные константы
- •3.5.3. Комплексные константы
- •3.5.4. Логические константы
- •3.5.5. Символьные константы
- •3.6. Задание именованных констант
- •3.7. Задание начальных значений переменных. Оператор DATA
- •3.8. Символьные данные
- •3.8.1. Объявление символьных данных
- •3.8.2. Применение звездочки для задания длины строки
- •3.8.3. Автоматические строки
- •3.8.4. Выделение подстроки
- •3.8.5. Символьные выражения. Операция конкатенации
- •3.8.6. Присваивание символьных данных
- •3.8.7. Символьные переменные как внутренние файлы
- •3.8.8. Встроенные функции обработки символьных данных
- •3.8.9. Выделение слов из строки текста
- •3.9. Производные типы данных
- •3.9.1. Объявление данных производного типа
- •3.9.2. Инициализация и присваивание записей
- •3.9.2.1. Конструктор производного типа
- •3.9.2.2. Присваивание значений компонентам записи
- •3.9.2.3. Задаваемые присваивания записей
- •3.9.3. Выражения производного типа
- •3.9.4. Запись как параметр процедуры
- •3.9.5. Запись как результат функции
- •3.9.6. Пример работы с данными производного типа
- •3.9.7. Структуры и записи
- •3.9.7.1. Объявление и присваивание значений
- •3.9.7.2. Создание объединений
- •3.9.8. Итоговые замечания
- •3.10. Целочисленные указатели
- •3.11. Ссылки и адресаты
- •3.11.1. Объявление ссылок и адресатов
- •3.11.2. Прикрепление ссылки к адресатам
- •3.11.3. Инициализация ссылки. Функция NULL
- •3.11.4. Явное открепление ссылки от адресата
- •3.11.5. Структуры со ссылками на себя
- •3.11.6. Ссылки как параметры процедур
- •3.11.7. Параметры с атрибутом TARGET
- •3.11.8. Ссылки как результат функции
- •4. Массивы
- •4.1. Объявление массива
- •4.2. Массивы нулевого размера
- •4.3. Одновременное объявление объектов разной формы
- •4.4. Элементы массива
- •4.5. Сечение массива
- •4.6. Присваивание массивов
- •4.7. Маскирование присваивания
- •4.7.1. Оператор и конструкция WHERE
- •4.7.2. Оператор и конструкция FORALL
- •4.8. Динамические массивы
- •4.8.1. Атрибуты POINTER и ALLOCATABLE
- •4.8.2. Операторы ALLOCATE и DEALLOCATE
- •4.8.3. Автоматические массивы
- •4.9. Массивы - формальные параметры процедур
- •4.9.1. Массивы заданной формы
- •4.9.2. Массивы, перенимающие форму
- •4.9.3. Массивы, перенимающие размер
- •4.10. Использование массивов
- •4.11. Массив как результат функции
- •4.12. Встроенные функции для массивов
- •4.12.1. Вычисления в массиве
- •4.12.2. Умножение векторов и матриц
- •4.12.3. Справочные функции для массивов
- •4.12.3.1. Статус размещаемого массива
- •4.12.3.2. Граница, форма и размер массива
- •4.12.4. Функции преобразования массивов
- •4.12.4.1. Элементная функция MERGE слияния массивов
- •4.12.4.2. Упаковка и распаковка массивов
- •4.12.4.3. Переформирование массива
- •4.12.4.4. Построение массива из копий исходного массива
- •4.12.4.5. Функции сдвига массива
- •4.12.4.6. Транспонирование матрицы
- •4.13. Ввод/вывод массива под управлением списка
- •4.13.1. Ввод/вывод одномерного массива
- •4.13.2. Ввод/вывод двумерного массива
- •5. Выражения, операции и присваивание
- •5.1. Арифметические выражения
- •5.1.1. Выполнение арифметических операций
- •5.1.2. Целочисленное деление
- •5.1.3. Ранг и типы арифметических операндов
- •5.1.4. Ошибки округления
- •5.2. Выражения отношения и логические выражения
- •5.3. Задаваемые операции
- •5.4. Приоритет выполнения операций
- •5.5. Константные выражения
- •5.6. Описательные выражения
- •5.7. Присваивание
- •6. Встроенные процедуры
- •6.1. Виды встроенных процедур
- •6.2. Обращение с ключевыми словами
- •6.3. Родовые и специфические имена
- •6.4. Возвращаемое функцией значение
- •6.5. Элементные функции преобразования типов данных
- •6.6. Элементные числовые функции
- •6.7. Вычисление максимума и минимума
- •6.8. Математические элементные функции
- •6.8.1. Экспоненциальная, логарифмическая функции и квадратный корень
- •6.8.2. Тригонометрические функции
- •6.9. Функции для массивов
- •6.10. Справочные функции для любых типов
- •6.11. Числовые справочные и преобразовывающие функции
- •6.11.1. Модели данных целого и вещественного типа
- •6.11.2. Числовые справочные функции
- •6.12. Элементные функции получения данных о компонентах представления вещественных чисел
- •6.13. Преобразования для параметра разновидности
- •6.14. Процедуры для работы с битами
- •6.14.1. Справочная функция BIT_SIZE
- •6.14.2. Элементные функции для работы с битами
- •6.14.3. Элементная подпрограмма MVBITS
- •6.14.4. Пример использования битовых функций
- •6.15. Символьные функции
- •6.16. Процедуры для работы с памятью
- •6.17. Проверка состояния "конец файла"
- •6.18. Неэлементные подпрограммы даты и времени
- •6.19. Случайные числа
- •6.20. Встроенная подпрограмма CPU_TIME
- •7. Управляющие операторы и конструкции
- •7.1. Оператор GOTO безусловного перехода
- •7.2. Оператор и конструкции IF
- •7.2.1. Условный логический оператор IF
- •7.2.2. Конструкция IF THEN END IF
- •7.2.3. Конструкция IF THEN ELSE END IF
- •7.2.4. Конструкция IF THEN ELSE IF
- •7.3. Конструкция SELECT CASE
- •7.4. DO-циклы. Операторы EXIT и CYCLE
- •7.5. Возможные замены циклов
- •7.6. Оператор STOP
- •7.7. Оператор PAUSE
- •8. Программные единицы
- •8.1. Общие понятия
- •8.2. Использование программных единиц в проекте
- •8.3. Работа с проектом в среде DS
- •8.4. Главная программа
- •8.5. Внешние процедуры
- •8.6. Внутренние процедуры
- •8.7. Модули
- •8.8. Оператор USE
- •8.9. Атрибуты PUBLIC и PRIVATE
- •8.10. Операторы заголовка процедур
- •8.10.1. Общие характеристики операторов заголовка процедур
- •8.10.2. Результирующая переменная функции
- •8.11. Параметры процедур
- •8.11.1. Соответствие фактических и формальных параметров
- •8.11.2. Вид связи параметра
- •8.11.3. Явные и неявные интерфейсы
- •8.11.4. Ключевые и необязательные параметры
- •8.11.5. Ограничения на фактические параметры
- •8.11.6. Запрещенные побочные эффекты
- •8.12. Перегрузка и родовые интерфейсы
- •8.12.1. Перегрузка процедур
- •8.12.2. Перегрузка операций и присваивания
- •8.12.3. Общий вид оператора INTERFACE
- •8.13. Ассоциирование имен
- •8.14. Область видимости имен
- •8.15. Область видимости меток
- •8.16. Ассоциирование памяти
- •8.16.1. Типы ассоциируемой памяти
- •8.16.2. Оператор COMMON
- •8.16.3. Программная единица BLOCK DATA
- •8.17. Рекурсивные процедуры
- •8.18. Формальные процедуры
- •8.18.1. Атрибут EXTERNAL
- •8.18.2. Атрибут INTRINSIC
- •8.19. Оператор RETURN выхода из процедуры
- •8.20. Оператор ENTRY дополнительного входа в процедуру
- •8.21. Атрибут AUTOMATIC
- •8.22. Атрибут SAVE
- •8.23. Атрибут STATIC
- •8.24. Атрибут VOLATILE
- •8.25. Чистые процедуры
- •8.26. Элементные процедуры
- •8.27. Операторные функции
- •8.28. Строка INCLUDE
- •8.29. Порядок операторов и директив
- •9. Форматный ввод/вывод
- •9.1. Преобразование данных. Оператор FORMAT
- •9.2. Программирование спецификации формата
- •9.3. Выражения в дескрипторах преобразований
- •9.4. Задание формата в операторах ввода/вывода
- •9.5. Списки ввода/вывода
- •9.5.1. Элементы списков ввода/вывода
- •9.5.2. Циклические списки ввода/вывода
- •9.5.3. Пример организации вывода
- •9.6. Согласование списка ввода/вывода и спецификации формата. Коэффициент повторения. Реверсия формата
- •9.7. Дескрипторы данных
- •9.8. Дескрипторы управления
- •9.9. Управляемый списком ввод/вывод
- •9.9.1. Управляемый именованным списком ввод/вывод
- •9.9.1.1. Объявление именованного списка
- •9.9.1.2. NAMELIST-вывод
- •9.9.1.3. NAMELIST-ввод
- •9.9.2. Управляемый неименованным списком ввод/вывод
- •9.9.2.1. Управляемый неименованным списком ввод
- •9.9.2.2. Управляемый неименованным списком вывод
- •10. Файлы Фортрана
- •10.1. Внешние и внутренние файлы
- •10.2. Позиция файла
- •10.3. Устройство ввода/вывода
- •10.4. Внутренние файлы
- •10.5. Внешние файлы
- •10.6. Записи
- •10.6.1. Типы записей
- •10.6.2. Записи фиксированной длины
- •10.6.3. Записи переменной длины
- •10.6.4. Сегментированные записи
- •10.6.5. Потоки
- •10.6.6. CR-потоки
- •10.6.7. LF-потоки
- •10.7. Передача данных с продвижением и без
- •10.8. Позиция файла перед передачей данных
- •10.9. Позиция файла после передачи данных
- •10.10. Двоичные последовательные файлы
- •10.11. Неформатные последовательные файлы
- •10.12. Текстовые последовательные файлы
- •10.13. Файлы, подсоединенные для прямого доступа
- •10.14. Удаление записей из файла с прямым доступом
- •10.15. Выбор типа файла
- •11. Операции над внешними файлами
- •11.1. Оператор BACKSPACE
- •11.2. Оператор REWIND
- •11.3. Оператор ENDFILE
- •11.4. Оператор OPEN
- •11.5. Оператор CLOSE
- •11.6. Оператор READ
- •11.7. Оператор ACCEPT
- •11.8. Оператор FIND
- •11.9. Оператор DELETE
- •11.10. Оператор UNLOCK
- •11.11. Оператор WRITE
- •11.12. Оператор PRINT
- •11.13. Оператор REWRITE
- •11.14. Оператор INQUIRE
- •11.15. Функция EOF
- •11.16. Организация быстрого ввода/вывода
- •12.1. Некоторые сведения об объектах ActiveX
- •12.2. Для чего нужен конструктор модулей
- •12.3. Интерфейсы процедур управления Автоматизацией
- •12.4. Идентификация объекта
- •12.5. Примеры работы с данными Автоматизации
- •12.5.1. OLE-массивы
- •12.5.2. BSTR-строки
- •12.5.3. Варианты
- •12.6. Другие источники информации
- •12.7. Как воспользоваться объектом ActiveX
- •12.8. Применение конструктора модулей
- •12.9. Пример вызова процедур, сгенерированных конструктором модулей
- •Приложение 1. Вывод русского текста в DOS-окно
- •Приложение 2. Нерекомендуемые, устаревшие и исключенные свойства Фортрана
- •П.-2.1. Нерекомендуемые свойства Фортрана
- •П.-2.1.1. Фиксированная форма записи исходного кода
- •П.-2.1.2. Оператор EQUIVALENCE
- •П.-2.1.3. Оператор ENTRY
- •П.-2.1.4. Вычисляемый GOTO
- •П.-2.1.5. Положение оператора DATA
- •П.-2.2. Устаревшие свойства Фортрана, определенные стандартом 1990 г.
- •П.-2.2.1. Арифметический IF
- •П.-2.2.2. Оператор ASSIGN присваивания меток
- •П.-2.2.3. Назначаемый GOTO
- •П.-2.2.4. Варианты DO-цикла
- •П.-2.2.5. Переход на END IF
- •П.-2.2.6. Альтернативный возврат
- •П.-2.2.7. Дескриптор формата H
- •П.-2.3. Устаревшие свойства Фортрана, определенные стандартом 1995 г.
- •П.-2.4. Исключенные свойства Фортрана
- •Приложение 3. Дополнительные процедуры
- •П.-3.1. Запуск программ
- •П.-3.2. Управление программой
- •П.-3.3. Работа с системой, дисками и директориями
- •П.-3.4. Управление файлами
- •П.-3.5. Генерация случайных чисел
- •П.-3.6. Управление датой и временем
- •П.-3.7. Ввод с клавиатуры и генерация звука
- •П.-3.8. Обработка ошибок
- •П.-3.9. Аргументы в командной строке
- •П.-3.10. Сортировка и поиск в массиве
- •П.-3.11. Управление операциями с плавающей точкой
- •Литература
- •Предметный указатель
- •Оглавление
О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
exit end if
current => tree%next tree => current
end do
end subroutine insel |
|
subroutine chava(ind) |
! Изменим теперь значение поля элементов |
integer ind |
! списка с index = ind и index = ind - 1 |
do while(associated(tree)) |
|
if(tree%index == ind) then |
! Поле val элемента списка с index = ind |
tree%val = 500 |
|
tree%next%val = 400 |
! Поле val элемента списка с index = ind - 1 |
exit |
|
end if |
|
current => tree%next |
|
tree => current |
|
end do |
|
end subroutine chava |
|
end program one_d_li |
|
Замечания:
1.В общем случае элементы списка располагаются в свободной памяти ЭВМ произвольным образом. Поэтому подобные списки иногда называют разреженными векторами.
2.Используя ссылки в качестве компонентов производного типа, можно сформировать циклические, двунаправленные списки и более сложные структуры данных.
3.11.6. Ссылки как параметры процедур
Ссылка может быть формальным параметром процедуры. В этом случае фактический параметр также должен быть ссылкой. Ранги фактического и формального параметров-ссылок должны совпадать. При вызове процедуры состояние привязки фактического параметра передается формальному, и, наоборот, при завершении работы процедуры состояние привязки формального параметра передается фактическому. Однако при выходе адресат может стать неопределенным, если, например, в процессе работы процедуры ссылка была прикреплена к локальной переменной, не имеющей атрибут SAVE.
В случае модульной или внутренней процедуры компилятор знает, является ли формальный параметр ссылкой или нет. В случае внешней процедуры компилятору необходимо явно указать, что формальный параметр является ссылкой. Это достигается за счет задания явного интерфейса. Для формального параметра-ссылки недопустимо задание атрибута INTENT, устанавливающего вид связи параметра.
104
риложение3. Организация данных
Пример:
real, pointer, dimension(:) :: a, a2 |
|
|
|
interface |
|
|
|
subroutine pab(b, b2) |
|
|
|
real, pointer :: b(:), b2(:) |
|
|
|
end |
|
|
|
end interface |
! При вызове процедуры состояние привязки |
||
call pab(a, a2) |
! формального параметра передается фактическому |
||
print '(10f5.1)', a |
! 1.0 |
2.03.0 4.05.0 |
|
print '(10f5.1)', a2 |
! .0 |
.0.0 |
.0.0 |
print *, associated(a), associated(a2) ! T T |
|
|
|
end |
|
|
|
subroutine pab(b, b2) |
|
|
|
real, pointer, dimension(:) :: b, b2 |
|
|
|
integer k |
|
|
|
real, target, save :: c(5) |
|
|
|
real, target, automatic :: c2(5) |
|
|
|
c = (/ (1.0*k, k = 1, 5) /) |
|
|
|
c2 = (/ (1.0*k, k = 1, 5) /) |
! После выхода из-за отсутствия у c2 атрибута |
||
b => c |
|||
b2 => c2 |
! SAVE адресат ссылки a2 будет неопределен |
||
end subroutine pab |
|
|
|
Если фактическому параметру-ссылке соответствует формальный параметр, не являющийся ссылкой, то ссылка-параметр должна быть прикреплена к адресату, который и будет ассоциирован с формальным параметром.
Пример:
integer, pointer :: a(:) |
|
|
|
|
|
|
integer, target :: c(5) = 2 |
! Адресат c фактического параметра-ссылки a |
|||||
a => c |
||||||
call pab(a, size(a)) |
! ассоциируется с не являющимся ссылкой |
|||||
|
! формальным параметром b подпрограммы pab |
|||||
print *, a |
! |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
print *, c |
! |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
end |
|
|
|
|
|
|
subroutine pab(b, n) integer n, b(n)
b = b + 5
end subroutine pab
3.11.7. Параметры с атрибутом TARGET
Фактический |
параметр процедуры может иметь атрибут TARGET. |
В этом случае |
ссылки, прикрепленные к такому параметру, не |
прикрепляются к соответствующему формальному параметру, а остаются
105
О. В. Бартеньев. Современный ФОРТРАН
связанными с фактическим параметром. Если же формальный параметр имеет атрибут TARGET, то любая прикрепленная к нему ссылка (если только она явно не откреплена от адресата) остается неопределенной при выходе из процедуры. К процедуре, формальный параметр которой имеет атрибут TARGET, должен быть организован явный интерфейс. Таким интерфейсом обладают внутренние и модульные процедуры, обретают его и внешние процедуры после их описания в интерфейсном блоке, расположенном в вызывающей программной единице (разд. 8.11.3).
3.11.8. Ссылки как результат функции
Функция может иметь атрибут POINTER. В этом случае результатом функции является ссылка и к ней можно прикрепить другую ссылку. Такое использование функции целесообразно, если, например, размер результата зависит от вычислений в самой функции.
При входе в функцию вначале ссылка-результат не определена. Внутри функции она должна быть прикреплена к адресату или определена посредством оператора NULLIFY как открепленная.
Обращение к функции-ссылке можно выполнить из выражения. В этом случае адресат ссылки-результата должен быть определен и его значение будет использовано при вычислении выражения. Также функция-ссылка может быть ссылочным компонентом конструктора структуры.
Тема "ссылки" тесно связана с темой "массивы", поэтому дальнейшее рассмотрение ссылок мы отложим до следующей главы.
Пример. Получить массив a из неотрицательных чисел массива c.
integer, pointer :: a(:) |
|
|
|
|
|
|
integer :: c(10) = (/ 1, -2, 2, -2, 3, -2, 4, -2, 5, -2 /) |
|
|
|
|||
a => emi(c) |
! Прикрепляем ссылку к результату функции |
|||||
print *, a |
! |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
! Использование функции-ссылки в выражении |
|
|
|
|||
print *, 2 * emi(c) |
! |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
contains |
! Внутренняя процедура обладает |
|||||
function emi(c) |
! явно заданным интерфейсом |
|||||
integer, pointer :: emi(:) |
! Результатом функции является ссылка |
|||||
integer c(:), i, k |
! c - перенимающий форму массив |
|||||
k = count(c >= 0) |
! k - число неотрицательных элементов |
|||||
allocate(emi(k)) |
! Прикрепляем ссылку к адресату |
|||||
emi = pack(c, mask = c >= 0) ! Заносим в ссылку неотрицательные |
||||||
end function emi |
! элементы массива c |
|
|
|||
end |
|
|
|
|
|
|
Замечания:
1. Если функцию emi оформить как внешнюю, то в вызывающей программе потребуется блок с интерфейсом к этой функции, поскольку, во-первых, она
106
риложение3. Организация данных
возвращает ссылку, а, во-вторых, ее формальным параметром является перенимающий форму массив.
2. Встроенные функции COUNT и PACK приведены в разд. 4.12.1
и 4.12.4.2.
107