Fortran90 PROGRAMMING


2. 簡単な計算                                                 目次へ

 2.1.   算術演算
 2.1.1. 基本的な文
 2.1.2. 文字列の出力

2.1. 算術演算

2.1.1. 基本的な文


　例題 2_1「２つの正の数値を読み込んで，その算術平均，幾何平均，調和平均を
　　　　　　求める。」

[ex2_1.f90]                  ←クリックすると「ex1_1.f90」が表示されますが，
                               中身は同じです。Download して実行できます。
! ---  ３種類の平均値 ---
  PROGRAM Example_2_1
     REAL :: a, b, av1, av2, av3
     READ *, a, b
       av1 = (a + b)/2.0
       av2 = (a*b)**0.5
       av3 = 2.0/(1.0/a + 1.0/b)
     PRINT*, av1, av2, av3
   END
 
［実行例］
   1.0  2.0　　　　　　            　　　　　←キーボードから入力（a,bの値）
   1.500000       1.414214       1.333333    ←結果を画面へ出力

===============================================================================
                a + b                                            a^-1 + b^-1  ^-1
　　算術平均 ＝ -----      幾何平均 ＝ (ab)^1/2      調和平均 ＝ (---------)
                  2                                                  2
===============================================================================


（プログラムの説明）

　PROGRAM文  プログラムの開始を宣言する文で，省略可能。

　REAL文  変数a,b,...を実数型データを表す変数として用いることを宣言（予約）す
る。整数型データとして扱う場合には，INTEGER と宣言する。

　変数名  a,bのように意味の無いものでもよいし，av1,av2,av3 のように意味らしき
ものを持ったものでもよい。数学で使う変数との違いは，xyのように２文字で書いても
x×y ではなく，あくまでも一つの変数であることである。約束は，一つの変数は

　「先頭が英字で，英字，数字，下線の組み合わせで長さ31字以内」

である。

　入出力文（デフォルト仕様）

　　　　　　　READ *, データを表す変数のリスト
              READ(*,*) データを表す変数のリスト

　　　　　　　PRINT *, 変数や定数，式などのリスト
              WRITE(*,*) 変数や定数，式などのリスト

　入出力ともに，どちらの形でもよい。*印はこのとおりに書くこと。「，」に注意。

　データの入力  READ*文が実行されるとデータ入力待ちの状態になる。複数のデー
タを入力するときは，コンマ(,) 空白 または 改行 で区切り，一つのデータの途中に
空白があってはならない。

　代入文： 右辺の値を評価して左辺の変数の値として代入する実行文

 
　　　　　　　　変数　＝　変数，定数，式　など


　　　　　　例　sum = sum + x

　算術演算（加減乗除およびベキ）


　　２項演算：　和(+)，差(-)，積(*)，商(/)，ベキ(**)

　　単項演算：　+  -   （例　-a）

　　演算の優先順：かっこ（　）でくくられていない限り


　　　　　　　　和，差 ＜ 積，商 ＜ ベキ


　　の順位で行われ，同順位ならベキ演算は右から，それ以外は左から処理される：

　　例　x + y*z  は　x + (y*z)　  
　　　　x*y**2   は　x*(y**2)
        x/y/z　  は  (x/y)/z
        x**y**z  は  x**(y**z)

　　　　間違いやすい例：「4b分のa」は a/(4*b) または a/4/b
　　　　 　　　　　　　　　   間違い： a/4*b ， a/4b

　　　　確信がないときには（　）を使うこと。処理時間には殆ど影響しない。

　END文　プログラムの終りを表すもので必須。これに対して PROGRAM文は任意。


（数値データの型）数値データには１章で定数について説明したように整数，実数，
複素数，および各々について高精度のデータがある。この章ではすべて標準精度の実数
データを想定している。異なる型のデータの間の演算規則については,４章4.5.で扱う。


2.1.2. 文字列の出力
　例題2_1では，READ文の実行でデータa,bの入力待ちの状態となるが，コンピュータは
沈黙したままであり，いったい何が要求されているのか，プログラムの作成者以外には
わからない。作成者でも少し時間がたつと忘れてしまう。また，PRINT文で出力された
データも，それが何を意味するのか分からない。これでは困るので，「何を要求されて
いるのか」「何が出力されたのか」が分かるような工夫が必要である。


　　　文字列の出力     PRINT *, 文字列データ
      　　             WRITE(*,*) 文字列データ

　　　文字列データ　   文字列を '　' または "　" で囲んだもの



　例題 2_2「直円錐の底面の半径rと高さhを入力して体積と表面積を求める。」

[ex2_2.f90]
   ! --- 直円錐の体積と表面積 ---
      REAL :: pi, r, h, v, s
      pi = 3.141593
      PRINT*,'Hankei r and Takasa h ?'
      READ*, r, h
         v = pi*h*r**2/3.0
         s = pi*r*(r + (r**2 + h**2)**0.5 )
      PRINT*,'Taiseki =', v
      PRINT*,'Hyomenseki =', s
   END

［実行］
 Hankei r and Takasa h?  　← 何を入力待ちになるかが画面で明確に分かる。
 3.0  5.2
   Taiseki =   49.00885    ← 何の値かが分かる。
   Hyomenseki =   84.85442 ←　　　　〃



　例題 2_3　「与えられた整数の２乗から５乗までのベキ乗を順に求める。」

[ex2_3.f90]
!-----   累乗   ---
      INTEGER :: m, n
      PRINT*, "Input an integer:"
      READ*, n
         m = n
         m = m*n ; PRINT*, m
         m = m*n ; PRINT*, m
         m = m*n ; PRINT*, m
         m = m*n ; PRINT*, m
      END



　例題 2_4　「関数の値の計算」（文関数→８章）

[ex2_4.f90]
! --- 関数の値の計算 ---
      REAL :: f, x, a
      f(x) = x**5 + 6.0*x**4  + 2.0*x**3 + x**2 + 4.0　  ! 簡単な関数の定義
      READ*, a
      PRINT*, ' f(', a, ')=', f(a)
   END


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