FORTRANプログラミング入門 8回入出力におけるDO型の反復，配列(1)

木村拓馬
FORTRAN プログラミング入門
–第 8 回入出力における DO 型の反復，配列 (1)–
木村拓馬
2014 年 6 月 3 日 13:24
FORTRAN プログラミング入門,–第 8 回入出力における DO 型の反復，配列 (1)–
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木村拓馬
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本日は
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入出力 DO 形反復
配列（一次元）
FORTRAN プログラミング入門,–第 8 回入出力における DO 型の反復，配列 (1)–
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入出力 DO 形反復
入出力（READ 文，WRITE 文など）における DO 型の反復
例えば，I = 1, 2, · · · , 10 について変数 I と I の 2 乗を出力する場合，
DO 構文を用いて記述すると以下のようになる．
.
例 8.1：DO 構文で 1 から 10 までの 2 乗を表示
.
.
DO i = 1, 10
WRITE(*,*) i, i*i
END DO
この場合は，以下のように記述することもできる．
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例 8.2：DO 構文を使わないで 1 から 10 までの 2 乗を表示
.
!改行しないで 1 行で表示
WRITE(*,*) (i, i*i, i=1, 10)
!改行して表示（\n は改行コード（￥ｎ））
WRITE(*,*) (i, i*i, ’\n’, i=1, 10)
!5 桁右詰めで改行
WRITE(*,’(2I5)’) (i, i*i, i=1, 10)
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入出力 DO 形反復
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例 8.2：DO 構文を使わないで 1 から 10 までの 2 乗を表示
.
!改行しないで 1 行で表示
.
WRITE(*,*) (i, i*i, i=1, 10)
!5 桁右詰めで改行
WRITE(*,’(2I5)’) (i, i*i, i=1, 10)
入出力 DO 形反復は，以下のように書けばよい．
.
(
. 入出力する項目 1, 入出力する項目 2, ... , 変数=初期値, 終値 [, 増分値])
.
.(i, i*i,
i
=1
, 10
[, 1])
注意：必ず ( ) で囲む必要がある．
あとで紹介する「配列」と組み合わせると便利
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入出力 DO 形反復
入出力 DO 形反復は入れ子にできる．
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例 8.3a：
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program dodo
implicit none
integer::i,j
write(*,*) ((10*i+j, j=1,4),’\n’, i=1,3)
. end
.
例 8.3b：
.
program dodo
implicit none
integer::i,j
write(*,’(4i3)’) ((10*i+j, j=1,4), i=1,3)
. end
.
実行すると
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11 12 13 14
21 22 23 24
. 31 32 33 34
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配列（一次元）
これまでは「1 データを 1 変数」でプログラムを作成してきたが，これでは
扱うデータが多くなると変数の数も増え，プログラムが煩雑となってしまう．
また，同じ内容のデータ (例えば，テストの点数など) を扱う場合，1 つの変数
名でまとめて扱うことができると，直感的に分かりやすく，非常に便利になる．
そのようなときは，配列を使用すると便利．
配列のイメージ：データを入れる箱（変数）を連結
図 1: スカラー変数1
図 2: 一次元配列
1
今まで扱ってきた「変数」は，配列と比較するとき「スカラ変数」と呼ばれるもの．
線形代数で，ベクトルや行列でないのをスカラと呼ぶ感じ．
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配列の宣言
配列を使うには，今までに扱ってきた変数と同様に，まず配列の宣言をする．
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配列の宣言
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型名,␣DIMENSION([下限:] 上限)␣::␣配列名
または
型名
␣::␣配列名 ([下限:] 上限)
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下限は省略可能．省略した場合下限は 1 となる．
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配列の宣言
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例 8.4：型宣言の例１
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real, dimension(100) :: height, weight
integer,
dimension(-10:10) :: value
.
.
例 8.5：型宣言の例２
.
real :: height(100), weight(100)
integer
:: value(-10:10)
.
上の例のように記述すると，
height(1), height(2),· · · , height(99), height(100) という 100 個の変数，
weight(1), weight(2),· · · , weight(99), weight(100) という 100 個の変数，
value(-10), value(-9),· · · , value(0), · · · , value(9), value(10) という変数，
が用意される．
height(1), weight(2), value(-10) などの ( ) の中の数字を添字（index）という．
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初期値設定
配列の宣言と同時に値を設定することができる．これは次のように記述する．
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型名, DIMENSION([下限:] 上限) :: 配列名=(/定数, ..., 定数/)
型名
:: 配列名 ([下限:] 上限)=(/定数, ..., 定数/)
.
.
例 8.6：
.
PROGRAM VEC
INTEGER, DIMENSION(5) :: A=(/80, 60, 100, 40, 60/)
INTEGER :: B(-1:3)=(/80, 60, 100, 40, 60/)
INTEGER :: C(5)=(/ (I, I = 1, 5) /), D(5)=(/ (I, I = 2, 10, 2) /)
WRITE(*,*) A
WRITE(*,*) B
WRITE(*,*) C
WRITE(*,*) D
END
PROGRAM
.
.
実行すると
.
80 60 100 40 60
上の例を実行すると右のように画面に表示される．
80 60 100 40 60
4 行目のように，DO 型の反復も使用できる．
1 2 3 4 5
. 2 4 6 8 10
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代入と演算
配列への値の代入と算術演算は，配列要素を指定して行う．
配列要素を指定しない場合は，ベクトル演算となる
（同じ形 (大きさ・次元) の配列でなければならない）．
.
例 8.7a：
.
integer :: a(3)
a(1) = 2
a(2) = 4
a(3)
= a(1) + a(2)
.
!a は 2, 4, 6 となる．
.
例 8.7b：
.
integer :: a(3) = (/2, 4, 6/), b(3) = (/1, 2, 3/), c(3)
c(1) = a(1)*b(1)
c(2) = a(2)*b(2)
c(3) = a(3)*b(3)
write(*,*) c
!c は 2, 8, 18 となる．
! 上の３つの掛け算をまとめて書くと
c = a * b
write(*,*)
c
!c は 2, 8, 18 となる．
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部分配列
配列の一部を参照・演算することもできる．
配列の一部を参照・演算するには，配列の添字に以下のような
下限，上限，刻みを指定する．
.
[.下限]:[上限][:刻み]
下限を省略した場合は配列の下限が設定される．
上限を省略した場合は配列の上限が設定される．
刻みを省略した場合は 1 が設定される．
.
例 8.8：
.
INTEGER :: A(5)
A = 0
! A(1) から A(5) の順に 0, 0, 0,
A(1:3) = 9
! A(1) から A(5) の順に 9, 9, 9,
A(:) = 8
! A(1) から A(5) の順に 8, 8, 8,
A(:2) = 7
! A(1) から A(5) の順に 7, 7, 8,
A(4:) = 6
! A(1) から A(5) の順に 7, 7, 8,
A(1:5:2)
= 0 ! A(1) から A(5) の順に 0, 7, 0,
.
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0,
0,
8,
8,
6,
6,
0
0
8
8
6
0
となる
となる
となる
となる
となる
となる
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入出力
配列の入出力は以下のように行う．
.
例 8.9：
.
PROGRAM IO
INTEGER :: A(5)
INTEGER :: I
READ(*,*) A ! 値の区切りはスペースまたは改行．
WRITE(*,*) A ! 値は 1 行に出力される．
READ(*,*) (A(I), I=1, 5) ! 値の区切りはスペースまたは改行
WRITE(*,*) (A(I), I=1, 5) ! 値は 1 行に出力される．
DO I = 1, 5
READ(*,*) A(I) ! 値の区切りは改行のみ．
END DO
! 5 行に出力させるには書式指定を行うか DO 構文．
WRITE(*,’(I5)’) A ! 値は 5 行に出力される．
DO I = 1, 5
WRITE(*,*) A(I) ! 値は 5 行に出力される．
END DO
.END PROGRAM
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参考文献
[1]
JIS X 3001-1:2009 (プログラム言語 Fortran – 第 1 部:基底言語)
[2]
戸川隼人：ザ・Fortran90/95，サイエンス社（1999）
FORTRAN プログラミング入門,–第 8 回入出力における DO 型の反復，配列 (1)–
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