第14回 7/21

平成27年度
情報基礎演習Ⅰ
第１４回演習
担当光武雄一
授業のWebsite: http://web.me.saga-u.ac.jp/~mitutake/info1/info1.html
メールアドレス： [email protected]
第14回演習内容






先週の課題の解答例と解説
復習 IF文の構文
バブルソート法を用いたデータの並び替え
折れ線関数の表作成
閏年の計算
BMIの計算
REPORT0714 課題1 解答例
（１）二次方程式ax2+bx+c = 0の係数a,b,cを入力
（２）解の判別式D=b2-4acを計算
（３）Dが正のとき、以下の処理を行う。
（３－１）実数解X1＝(-b+D1/2)/(2a)を計算
（３－２）実数解X2＝(-b-D1/2)/(2a)を計算
（３－３）異なる2実数根x1, x2を出力
（４）Dが0のとき、以下の処理を行う。
（４－１）重複解X = -b/(2a)を計算
（４－２）重根Xを出力
（５）さもなければ、以下の処理を行う。
（５－１）実数部T=-b/(2a)を計算
（５－２）虚数部S=(-D)1/2/(2a)を計算
（５－３）異なる2虚数根をT+Si、T-Siの形式で出力
REPORT0714 課題2 解答例
integer:: i, imax, n
real, dimension(100):: a
real:: saidai
read(*,*) n
! データー個数
read(*,*) a(1:n) ! read(*,*) (a(i), i=1,n) と同じ
saidai = abs(a(1)) ! 絶対値最大の暫定初期値を設定
imax = 1
! 絶対値最大の配列番号の暫定初期値を設定
do i =2, n
! i = 2からnまで，順番にa(i)とsaidaiを比較する
if (saidai<abs(a(i))) then ! |a(i)|が絶対値最大を超えるデータのとき
imax = i
! saidaiとimaxの値を更新する．
saidai = abs(a(i))
end if
end do
write(*,*) ‘index No. of absolute maximum : ’, imax
write(*,*) ‘absolute maximum : ’, a(imax)
IF文を用いた判断・分岐処理の
プログラム記述法1
［基本形IF文(IF THEN ELSE)の記述]
IF (条件式) THEN
処理内容１
ELSE
処理内容２
END IF
!
!
!
!
!
もし条件式が成立する時には（必須）
処理内容１を実行しなさい．（必須）
さもなければ（条件式が不成立の場合）（省略可）
処理内容２を実行しなさい．（省略可）
IF文の終わり（必須）
注）処理内容１，２は，それぞれIF・・・THENとELSEおよびELSEとEND IF文の間に記述し，何行でも書くことがで
きる．処理内容２が不要の場合，ELSEと処理内容２を省略できる．処理内容の中でIF文を記述した入れ子のIF
文も記述できるが，必ずその中にEND IF文を記述してIF文の構造を閉じなければならない．
[ブロック構造による基本形IF文のアルゴリズム記述法]
(1) ○○○（条件式）が成立するならば，以下の処理を実行する．
(1-1) 処理内容1 (1)
(1-2) 処理内容1 (2)
：
(2) そうでなければ，以下の処理を実行する．
(2-1) 処理内容2 (1)
(2-2) 処理内容2 (2)
：
IF文を用いた判断・分岐処理の
プログラム記述法2
IF THEN・・・ELSE・・・END IFの基本形において，1)条件成立時の処理内容が１
つ，かつ，2) 条件不成立時の処理内容2がない場合には，以下の単純IF文を用
いることができる．
［単純ＩＦ文の記述]
IF (条件式) 処理内容 ! 条件式が成立時に１つの処理内容を実行．
［ブロック構造による単純IF文のアルゴリズム記述法］
(1) ○○○（条件式）が成立するならば， △ △ △ （処理内容）を実行する．
注）単純IF文では，処理内容は１つ，つまり１行しか記述できないことに注意．
THEN，END IF文は不要であり，書くと文法エラーとなる．
IF文を用いた判断・分岐処理の
プログラム記述法3
条件式に応じて処理内容１～Xまでの
[拡張形IF文(IF THEN・・・ELSE IF)の記述] いずれか１つの処理内容が実行される
IF (条件式1) THEN
! もし条件式1が成立する時には，（必須）
処理内容1
! 処理内容１を実行．（必須）
ELSE IF (条件式2) THEN ! さもなければ，条件式２が成立時には，（必須）
処理内容2
! 処理内容２を実行．（必須）
ELSE IF (条件式3) THEN ! さもなければ，条件式3が成立時には，
処理内容3
! 処理内容３を実行
：
：
ELSE
! 全ての条件式が成立しないとき，（省略可）
処理内容X
! 処理内容Xを実行（省略可）
END IF
! IF文の終わり（必須）
注）ELSE IF(条件式３）～ELSE文の間には，必要なだけELSE IF文とその条件成立時の
処理内容を繰り返し書くことができる．また，各処理内容は何行にも渡って記述可．
条件式の記述方法１ p.96
条件式とは，等号・不等号を用いて記述された論理式である．
論理式の計算結果は，真（条件成立）か偽（条件不成立）の値で評価される．条件
式が真の場合THEN以下の処理内容が実行され，偽の場合ELSE以下の処理内容
が実行される．
（記述例）

IF (P = = Q) THEN
!P=Q

IF ((A-B) < 0.01*C) THEN
! A-B < 0.01C

IF ((P > 5.0).AND.(P < 15.0)) THEN
! P > 5.0かつP < 15.0
注意：（5.0 < P < 15.0）と書けない
等式・不等式の記述方法
数学での表現
P<Q
P≦Q
P=Q
P≧Q
P>Q
P≠Q
条件式での記述
P<Q
P <= Q
P == Q (注：イコール２つ）
P >= Q
P>Q
P /= Q
条件式の記述方法２ p.96
［論理演算子］
AとBを(P==Q)のような等号・不等号で示される論理式とするとき，A,Bの論理和，
論理積およびＡの否定は，以下の論理演算子を用いて記述する．論理演算子に
よってより複雑な論理式を作ることができる．
例えば，FORTRANでは，数学で用いるA< B <Cの条件式をそのまま記述した
IF (A<B<C) THEN の記述が許されていない．
(A < B)と(B < C)の論理積を取り，IF ((A<B).AND.(B<C)) THEN と記述しなけ
ればならない．
論理演算子の種類とその記述方法
数学での記述
条件式での記述
論理積（かつ）
A⋂B
A .AND. B
論理和（または）
A⋃B
A .OR. B
否定（ではない）
A
.NOT. A
演習1 例題５．４データの並び替え
バブルソート法のアルゴリズム
一組のデータ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，・・・，ｘN ）を大きさの順
昇順（小さい方から大きい方への順）或いは
降順（大きい方から小さい方への順）に並び替える（Sorting)
ためのアルゴリズムの１つにバブルソート(Bubble Sort)と呼
ばれるものがある．その手順は以下の通りである．
１）隣り合う２つのデータを比較し，
正順（望ましい順番）になっていれば何もしない
逆順になっていれば，データを入れ替える
という処理を列の最初から最後まで行う
２）上記処理を何回も反復する．何回繰り返せば良いか考えよ．
バブルソート法による昇順の並び替え１
データ個数N=4の場合
初期状態の
カードの並び
１
２
３
４
６
３
５
１
★１回目の並び替え
大小比較して正順ならそのまま，逆順なら入れ換える
１）１番目と２番目
を比較
６
３
５
１
２）２番目と３番目
を比較
３
６
５
１
３）３番目と４番目
を比較
３
５
６
１
１
６
１回目の並べ替え
の終了時の状態
３
５
最も大きい数値が１番右に来ているので，次
回は，１から３番目まで大小の比較を行うと
よいことが分かる
バブルソート法による昇順の並び替え２
データ個数N=4の場合
１
初期状態
３
２
３
４
５
１
６
比較して正順ならそのまま，逆順なら入れ換える
★２回目の並び替え
１）１番目と２番目
を比較
３
５
１
６
２）２番目と３番目
を比較
３
５
１
６
３
１
５
６
２回目の並べ替え
の終了時の状態
２番目に大きな数値が右から２番目
に来る
バブルソート法による昇順の並び替え３
データ個数N=4の場合
１
初期状態
３
★３回目の並び替え
１）１番目と２番目
を比較
３回目の並べ替え
の終了時の状態
２
３
４
１
５
６
比較して正順ならそのまま，逆順なら入れ換える
３
１
５
６
１
３
５
６
並び替え終了！
３番目に大きな数値が右から３番目
に来る
バブルソート法のアルゴリズムのまとめ
１）以下に示す２）のデータの並び替え処理を最大N-1回反復すれ
ば並び替えの結果を得ることができる
２）第ｉ回目の並び替えでは，となり合うデータ同士の大小比較を
1～N - i 列目までのデータについて行えば十分である．
（N-i+1列目からN列目までは並び替えが終了しているので不要）
ブロック構造によるバブルソート
法のアルゴリズム
ブロック構造のアルゴリズム記述法でバブルソートのアルゴリズムを
示すと以下の通りとなる．なるべく教科書の例題プログラムを見ずに
アルゴリズムに従って，昇順に並び替えるプログラムを作成せよ．
プログラム名は，reidai5_4とする．
(1) I =1から N-1まで、以下の処理を繰り返す。
(1-1) J=1 から N – I まで以下の処理を繰り返す．
(1-1-1) 隣り合うa(J)とa(J+1)を比較して，逆順ならば，
a(j)とa(j+1)のデータを入れ換える．
(2) 並び替えがすんだ配列変数aの値を出力する．
注意）データの入れ換えについては，次ページの解説を読んで下さい．
部分行列教科書p.82,83
これまで配列変数の入出力，代入文などのプログラムでは，配列変数への
アクセスをDO文やDO型並びを用いて行っていた．部分行列の記法を用いる
と同等のプログラムが簡単に記述できる．
部分行列の記法
一次元配列：A(配列番号の範囲)
二次元配列：A(行番号の範囲，列番号の範囲)



番号の範囲指定は，何番から：何番まで：増分で記述する．
何番から，何番までを省略したときは，配列の宣言サイズの範囲と一致．
増分を省略したときは，増分は１と見なす．
部分行列のプログラム例
例1）一次元配列
real, dimension(10)::a
read(*,*) a(:)
read(*,*) a(1:3)
read(*,*) a(1:5:2)
⇒ read(*,*) (a(i), i = 1, 10) ! a(1)～a(10)
⇒ read(*,*) (a(i), i = 1, 3) ) ! a(1),a(2),a(3)
⇒ read(*,*) (a(i), i =1, 5, 2) ! a(1), a(3), a(5)
例２）二次元配列
real, dimension(10,10) :: a
real, dimension(10) :: b, c
b(:) = a(i, :)
c(:) = a(:, j)
do j=1,10
b(j) = a(i, j) ! ベクトルbは行列aのi行の行ベクトル
end do
do i=1, 10
c(i) = a(i, j)
end do
! ベクトルcは行列aのj列の列ベクトル
変数の値の入れ替え
A(J)とA(J+1)の値を入れ替える場合，単純に以下の処理を実行しても，
処理後のA(J)とA(J+1)の値は，いずれも処理前のA(J+1)の値となる．
A(J) = A(J+1)
A(J+1) = A(J)
何故なら，FORTRANで記述する数式の“＝”は，右辺から左辺の変数
への代入を行う処理なので，２行目でA(J+1)に代入するA(J)の値は，１
行目の代入式でA(J+1)の値に書き換えられているからである．
正しくデータの入れ替えを行うには，１番目の式で変更される変数の値
を中間変数Wに代入して保存しておき，この変数の値を２番目の式の代
入で用いる必要がある．
W =A(J)
W = A(J+1)
A(J) = A(J+1)
或いは．
A(J+1) = A(J)
A(J+1) = W
A(J) = W
配列変数への値の設定１
一次元配列の場合教科書p.79
配列変数への値設定方法として、DO文を用いた繰り返し処理での要素への代入の他
に、配列構成子を用いた 1) 配列宣言文での初期値代入
2) 配列要素への一括代入
の方法がある
書式
1) 変数型名, DIMENSION(寸法) :: 配列変数名 = 配列構成子
2) 配列変数名 = 配列構成子
配列構成子のデータの並びの順番
配列構成子
(/値,値,値,・・・・,値/)
(数式、変数名=始値, 終値, 増分)
：配列要素の応じて値を直接指定
：DO文に準じた数式による値指定
□
□ □ □
記述例
INTEGER,DIMENSION(5)::A=(/1, 0, 1, 3, 4/)
⇒ A(1)=1、A(2)=0, A(3)=1, A(4)=3, A(5)=4
A=(2*I, I=0, 5)
← DO型並びの指定と同じ
⇒ A(1)=0.0, A(2) =2.0, A(3)=4.0, A(4)=6.0, A(5)=8.0
配列変数への初期値設定２
二次元配列の場合 p.79
配列構成子1のデータ並びの順番
書式
1) 型名, DIMENSION(行数, 列数) :: 配列変数名 &
= RESHAPE(配列構成子1，配列構成子2)
□
□

□

□
□ □ □
□ □ □
□ □ □

□ □ □
2) 配列変数名 = RESHAPE(配列構成子1，配列構成子2)
配列構成子１：一次元配列と同じ，ただし，１列目の列ベクトルから順に２列目，・・・・
(/値,値,値,・・・・,値/)
：配列要素の応じて値を直接指定
(数式、変数名=始値, 終値, 増分)
：DO文に準じた数式による指定
配列構成子２：一元配列のデータ並びを二次元配列の並びへ整形指示するためデータ
(/行数, 列数/)
：２次元配列の行数と列数を指定
記述例
INTEGER,DIMENSION(2,3)::A = RESHAPE((/1, 0, 1, 3, 4, 5/), (/2, 3/))
⇒ A(1,1)=1, A(2,1)=0, A(1, 2)=1, A(2, 2)=3, A(1,3)=4, A(2,3) = 5
1 1 4 
A

0
3
5


配列構成子１のデータ並びの順番は，
２次元配列の１列目の１行目，・・・・
1列目の２行目，・・・・
２列目の１行目，・・・・となります．
例題5.4A
プログラム中のパラメータNN=5，N=NNに変更し，配列変数
Xへのデータの読み込み処理を配列構成子を用いた代入文
に書き直せ．ただし，プログラム名はreidai5_4aとする．
演習2 折れ線関数の計算
実数ｘが-1.0から2.0まで0.2刻みで変化するとき，以下に定義さ
れる関数ｆ（ｘ）の値（実数）を拡張形IF文を用いて計算し，xとf(x)
の値を数表として出力するプログラムを作成し，実行結果とともに
送付せよ．プログラム名はprogram0721_2とする．
f(x)
=
=
=
=
0
x
-x + 1
0
(x < 0)
(0 ≦ x < 0.5)
(0.5 ≦ x < 1)
( x ≧ 1)
演習3 閏(うるう)年の計算
西暦年Nを入力し，N年が平年か閏年かの判定結果を出力す
るプログラムを作成せよ．
ただし，閏年とは
「Nが４００で割り切れる年」
または
「Nが４で割り切れるが１００では割り切れない年」
である．
割り切れるかどうかを調べるには，整数の割り算の余りを与
えるMOD関数（教科書P.32）を用いよ．
2000，2012年は閏年，2015，2100，2200年は平年である．
プログラム名は，program721_3とする
演習4 BMI(Body Mass Index)
体重M[kg], 身長L[m]のヒトの体格係数であるBMIは次式で定義される．
BMI = M/L2
BMIによる体型分類は，以下の通り．
18.5未満
やせ型(Underweight)
18.5以上，25未満
標準体型(Normal range)
25以上
肥満型(Overweight)
MとLの値を読み込み，BMIと体型分類結果を出力するプログラムを作成せ
よ．ただし，プログラム名はprogram0721_4
とし，以下の入力データの結果で確認すること．



M=70kg,L=1.65m (Overweight)
M=51kg,L=1.65m (Normal range)
M=49kg,L=1.65m (Underweight)
今週の課題〆切7月27日19時
(Subject: report0721)
演習課題２，３，４のソースプログラムと実行結果をメールで送付
せよ．ただし，実行結果の確認は各問題のデータに対しておこな
うこと． (4点Ｘ３）

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