Wissenschaftliches Programmieren in Fortranhellmund/Vorlesung/pres3.pdfkleinerem Rang, hier also ein...

Feldkonstruktoren

Die Werte von Feldern vom Rank 1 (Vektoren) kann man mittels[...] direkt auflisten:integer :: iinteger, dimension(5) :: x = [12, 13, 14, 15, 16], yi = 99y = [0, 0, 2, 2*i, i]

Eine alternative Klammerform ist (/.../): (/ 1,2,3,4,5 /)

implizite Schleifen:[ (i, i=1,100) ] ist aquivalent zu [1, 2,..., 100][ (i**2, i=1,10,2) ] ist aquivalent zu [1, 9, 25, 49, 81][ ((i, i=1,3), j=1,3) ] ist aqu. zu [1,2,3,1,2,3,1,2,3]

Matrizen kann man mit Hilfe der reshape() Funktion initialisieren:x = reshape([1,2,3,4,5,6], shape=[2,3]) – oderx = reshape([ (i, i=1,6) ], shape=[2,3])

liefert die 2×3-Matrix

(1 3 52 4 6

)

M. Hellmund (Uni Leipzig) Wiss. Programmieren in Fortran 1 / 37

Teilfelder

In Deklarationen kann mit der Syntaxreal, dimension(0:9, 0:9) :: ader Laufbereich der Indizes verandert werden (10×10 Matrix a).

In Anweisungen konnen mit einer ahnlichen Syntax Teilfelderspezifiziert werden:real, dimension(10, 20) :: a, breal, dimension(5, 5) :: c

a(2:9, 5:10) = 1.c = a(2:6, 16:20) + b(3:7, 1:5)

=+


Teilfelder II

real(8), dimension(10, 20) :: areal(8), dimension(10) :: c

ohne Doppelpunkt: a(3, 16:20) beschreibt ein Teilfeld mitkleinerem Rang, hier also ein Vektor mit den 5 Elementena(3,16), a(3,17), a(3,18), a(3,19), a(3,20)

weggelassene Grenzen entsprechen der unteren oder oberen Grenze:

Statt a(3, 16:20) kann man auch a(3, 16: ) schreiben.c = a(:, 3) c ←− 3. Spalte von a

Es kann auch eine Schrittweite angegeben werden:

c = a(2, 1:20:2)setzt c gleich [a(2,1), a(2,3), a(2,5),.., a(2,19)]c = a(10:1:-1, 5)setzt c gleich [a(10,5), a(9,5), a(8,5), ..., a(1,5)]


Weitere Beispieler ea l , dimension ( 1 0 , 2 0 ) : : a , br ea l , dimension ( 5 ) : : v , wr ea l , dimension ( 8 , 6) : : c

w = 5/ v + a ( 1 : 5 , 7) ! w( i ) = 5/ v ( i ) + a ( i , 7 ) , i = 1 . . . 5

c = a ( 2 : 9 , 5 : 1 0 ) + b ( 1 : 8 , 1 5 : 2 0 )! c ( i , j ) = a ( i +1, j +4) + b ( i , j +14) , i = 1 . . . 8 , j = 1 . . . 6

a ( 2 , 1 1 : 1 5 ) = v ! a ( 2 , i +10) = v ( i ) , i = 1 . . . 5

v ( 2 : 5 ) = v ( 1 : 4 ) ! v (2)= v ( 1 ) ; v (3)= v ( 2 ) ; v (4)= v ( 3 ) ; v (5)= v ( 4 )! H i e r s i n d d i e Werte a u f d e r r e . S e i t e d i e! Werte v o r d e r Zuweisung

a ( 2 , : ) = b ( 3 , : )! Z e i l e 2 von a w i r d g l e i c h Z e i l e 3 von b g e s e t z t

a ( 2 , 1 : 2 0 : 4 ) = v! a ( 2 , 1 ) =v ( 1 ) ; a (2 ,5)= v ( 2 ) ; a (2 ,9)= v ( 3 ) ;! a (2 ,13)= v ( 4 ) ; a (2 ,17)= v ( 5 )


Teilfelder III: Vektorindizes (indirekte Indizierung)

An Stelle eines Indexes oder Indexbereichs darf auch ein integer-Feldvom Rank 1 stehen.

r e a l ( 8 ) , dimension ( 2 0 ) : : v = [ (2∗ i , i =1 ,20) ]r e a l ( 8 ) , dimension ( 5 ) : : ww = v ( [ 1 , 7 , 3 , 7 , 1 7 ] )

Das Feld w enthalt danach die Werte v(1),v(7),v(3),v(7),v(17),also w=[2.,14.,6.,14.,34.]

r e a l ( 8 ) , dimension ( 5 , 5 ) : : m, mpinteger , dimension ( 5 ) : : permperm = [ 2 , 3 , 1 , 5 , 4 ]mp = m( : , perm )

Die Matrix mp entsteh aus der Matrix m, indem die Spalten gemaß permpermutiert werden.


where-AnweisungManchmal soll eine komponentenweise Feldoperation nur aufKomponenten angewandt werden, die einer Bedingung genugen:

r ea l , dimension ( 0 : 1 0 0 , 3 : 1 0 ) : : a

where ( a /= 0) a = 1/ a

Es gibt auch eine Blockform:

where ( a /= 0)a = 1/ ab = 2 ∗ a

end where

where ( a /= 0)a = 1/ ab = 2 ∗ a

elsewherea = 1000

end where

Der Test in der where-Anweisung und die Terme in den folgendenAnweisungen mussen alle dieselbe Gestalt haben.Argument der where()-Anweisung ist ein logical Feld derselbenGestalt, eine Maske.M. Hellmund (Uni Leipzig) Wiss. Programmieren in Fortran 6 / 37

forall-AnweisungFortrans Vektorsprache erlaubt die weitgehende Einsparung vonSchleifen und eine weitgehend “indexfreie” Programmierung.Manchmal reicht sie aber nicht aus, z.B. fur die Zuweisungvector ← Diagonalelemente einer Matrix“paralleles do”

f o r a l l ( i = 1 : n ) x ( i ) = a ( i , i )

f o r a l l ( i = 1 : n , j = 1 : n , y ( i , j ) /= 0 . and . i /= j ) &x ( j , i ) = 1 . / y ( i , j ) ! mit Bedingung

f o r a l l ( i = 1 : n ) ! Block−Forma ( i ) = 2∗ iwhere ( w( i , : ) /= w ( 3 , : ) ) w( i , : ) = 44

end f o r a l l

Ein forall-Block darf keine if, do, usw. Kontrollanweisungenenthalten, sondern nur weitere forall-Schleifen und where-Anweisungen. Die Terme in der where-Anweisung mussen alle (inklusiveTest) Felder derselben Gestalt sein.M. Hellmund (Uni Leipzig) Wiss. Programmieren in Fortran 7 / 37

Sequentielle Semantik

i n teger , dimension ( 5 ) : : a = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]do i = 2 ,5

a ( i ) = a ( i −1)end do

Die Zuweisungen a(2) = a(1); a(3) = a(2); a(4) = a(3); ...werden nacheinander ausgefuhrt. Am Ende ista = [1, 1, 1, 1, 1]

Parallele Semantik

i n teger , dimension ( 5 ) : : b = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]i n teger , dimension ( 5 ) : : c = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]

f o r a l l ( i = 2 : 5 ) b ( i )=b ( i −1)c ( 2 : 5 ) = c ( 1 : 4 )

Das Programm verhalt sich so, als ob alle Zuweisungen gleichzeitig(parallel) durchgefuhrt werden. Am Ende istb = c = [1, 1, 2, 3, 4]⇒ bessere Ausnutzung von Multiprozessormaschinen


Spezielle Funktionen (Auswahl)

- Skalarprodukt dot product(a, b) =∑

i aibi

- Matrixprodukt matmul(a, b)∑j aij bjk : (n, m)× (m, p)⇒ (n, p)∑j aij bj : (n, m)× (m)⇒ (n)∑j aj bjk : (m)× (m, p)⇒ (p)

- Transponierte transpose(a) (n, m)⇒ (m, n)- Gestalt shape(a) ⇒ ein ganzzahliges Rang-1-Feld mit den

Gestaltsparametern (n, m, . . .) des Feldes a.

- Große size(a,i) ⇒ Große in Dimension i.

Bsp.: real(8), dimension(10,20) :: ashape(a) ⇒ [10,20]size(a,1) ⇒ 10size(a,2) ⇒ 20size(shape(a)) ⇒ 2


Reduktionsfunktionen

real, dimension(100) :: xinteger, dimension(1) :: ia = sum(x) ! Summe aller Elemente von xd = product(x) ! Produkt aller Elementeb = maxval(x) ! groesstes Element aus xc = sum(a, mask = a > 0) ! c ist die Summe aller a(i),

! die a(i) > 0 erfuelleni = maxloc(x) ! Index des groessten Elements

! analog: minval, minloc

� optionale Argumente: mask und dim.Wird dim=n angegeben, wird die Reduktion (Aufsummation etc) nurbezuglich des n-ten Index durchgefuhrt, Ergebnis ist ein Feld mit um einskleinerem Rang.Beispiel: Sei m eine Matrix mit 4 Zeilen und 7 Spalten (Gestalt (4, 7)).Dann ist sum(m, dim=1) ein Feld aus 7 Elementen, den Spaltensummenund sum(m, dim=2) ist ein Feld aus 4 Elementen, den Zeilensummen.


a =(

1 18 72 13 5

)

sum(a) = 46 sum(a, 1) = [3, 31, 12] sum(a, 2) = [26, 20]maxval(a) = 18 maxval(a, 1) = [2, 18, 7] maxval(a, 2) = [18, 13]

maxloc(a) = [1, 2] maxloc(a, 1) = [2, 1, 1] maxloc(a, 2) = [2, 2]


Anwendung: Vektor- und Matrixnormen

r e a l ( 8 ) , dimension ( n ) : : xr e a l ( 8 ) , dimension ( n , n ) : : a

x norm 1 = sum ( abs ( x ) ) ! Betragssummennormx norm 2 = s q r t ( sum ( x ∗∗2 ) ) ! E u k l i d i s c h e Normx norm max = maxval ( abs ( x ) ) ! Maximumnorm

a norm 1 = maxval ( sum ( abs ( a ) , dim=1) ! Spaltensummennorma norm max = maxval ( sum ( abs ( a ) , dim=2) ! Zeilensummennorma n o r m f = s q r t ( sum ( a ∗∗2 ) ) ! Froben iusnorm


Reduktionsfunktionen II: all, any, count

l o g i c a l : : t e s t 1 , t e s t 2i n t ege r : : nr e a l ( 8 ) , dimension ( 1 0 0 , 2 0 0 ) : : m. . .t e s t 1 = a l l (m > 20) ! S ind a l l e m( i , j ) > 20?t e s t 2 = any (m <= 0) ! I s t mind . e i n m( i , j )<=0?n = count ( m > 0) ! W i e v i e l e s i n d > 0?. . .i f ( a l l (m > 0) . and . count (m > 10) > 10) then

. . .


Beispiel

Matrix M enthalt die Testergebnisse von s Studenten in t Testsinteger, dimension(s, t) :: Minteger, dimension(s) :: GesPunkte, HoechstPunktereal :: mittelinteger :: zahl

Gesamtpunktzahl jedes Studenten (Zeilensumme)GesPunkte = sum(M, dim=2)

Hochstpunktzahl jedes StudentenHoechstPunkte = maxval(M, dim=2)

Durchschnittl. Punktzahl (gemittelt uber alle Studenten und Tests)mittel = (1.*sum(M))/size(M)

Wieviele Studenten erreichten in allen Tests mehr als den Durchschnitt?zahl = count(all(M > mittel, dim=2))


Weitere Funktionen (Auswahl): shift, spread

a =

0BB@1 18 6 352 17 7 343 16 8 374 15 9 30

1CCA

cshift(a,−1, 2) =

0BB@35 1 18 634 2 17 737 3 16 830 4 15 9

1CCA cshift(a, 3, 1) =

0BB@4 15 9 301 18 6 352 17 7 343 16 8 37

1CCA

eoshift(a, 2, 99, 1) =

0BB@3 16 8 374 15 9 3099 99 99 9999 99 99 99

1CCA

spread([1, 2, 3], 2, 3) =

0@1 1 12 2 23 3 3

1A spread([1, 2, 3], 1, 2) =

„1 2 31 2 3

«


Sichtbarkeit, Lebensdauer und Initialisierung von Variablen

Sichtbarkeit (scope): lokale und globale Variablen

Lebensdauer: automatische und statische Variablen

Lokale Variablen sind Variablen, die innerhalb von Funktionendefiniert werden. Sie sind nur in dieser Funktion sichtbar.

Globale Variablen sind in mehreren Funktionen sichtbar. Damit sindsie neben der Parameterubergabe durch Funktionsargumente eineMethode des Datenaustausches oder gemeinsamen Datenzugriffsverschiedener Funktionen.

Automatische Variablen in einer Funktion behalten ihren Wert nichtzwischen zwei Funktionsaufrufen. Ihr Anfangswert bei jedemFunktionsaufruf ist undefiniert.

Statische Variablen behalten ihren Wert zwischen zweiFunktionsaufrufen.


lokal und automatisch: in einer Funktion deklarierte Variablen:real(8) function f1(y)

integer :: i, jreal(8) :: x, y, z

i,j,x,z sind bei jedem Aufruf von f1() undefiniert.

statisch a): mit save-Attributinteger, save :: j

wird bei Programmstart mit 0 initialisiert.

statisch: b) durch Initialisierung bei Deklarationreal(8) function f2(y)

integer :: i = 33, j = 0integer, pointer :: ip => null()character(len=*), parameter :: str = "hello"

! Compiler ermittelt Laenge, nur bei konst.! String (parameter) zulaessig

Diese Initialisierung wird nur einmal, beim Programmstart,ausgefuhrt!


Globale VariablenVariable, die in mehreren Funktionen sichtbar sein sollen, werdendurch Module vereinbartmodule my globals

real(8), dimension(100,100), save :: a,breal(8), parameter :: Pi = 4*atan(1. 8)

end module

Verwendung in Funktionen durch use-Anweisung:integer function f3(y)

use my globalsreal(8) :: y

statisch, wenn a) save-Attribut, b) Initialisierung oder c)use-Anweisung im Hauptprogrammprogram xxx

use my globals...


Ein- und Ausgabe

Offnen einer Datei open()

Lesen aus der Datei/Schreiben in die Datei read/write

Schließen der Datei close()

Kanalnummern

Beim Offnen einer Datei wird ihr eine Kanalnummer (unit) zugewiesen.read, write, close verwenden dann diese Kanalnummer.

open ( un i t = 4 , f i l e = ” bsp . dat ” )open ( f i l e = ” bsp2 . t x t ” , un i t = 5 , po s i t i o n=” append ” )read ( 4 , ∗) i , j , kwr i te ( 5 , ∗) i ∗∗2 , i+jc l o s e ( 4 )c l o s e ( un i t = 5)

Bemerkung: open() ist Beispiel fur

optionale Argumente

Name=Wert - Argumente

(unit ist 1. Argument oder Argument mit diesem Namen.)M. Hellmund (Uni Leipzig) Wiss. Programmieren in Fortran 19 / 37

Standardeingabe und Standardausgabe

stellt das Betriebssystem als geoffnete Kanale zur Verfugung

dienen zur interaktiven Ein- und Ausgabe

print schreibt auf Standardausgabe

write mit unit=* schreibt auf Standardausgabe

read mit unit=* liest von Standardeingabe

read ohne Kanalnummer liest von Standardeingabe

p r i n t ∗ , ” i =” , iwr i te (∗ ,∗ ) ” i =” , iread (∗ ,∗ ) a , bread ∗ , a , b


Dateiname kann Stringvariable seincharacter(len=80) :: Namewrite (*,*) "Bitte Dateinamen eingeben"read (*,*) Nameopen(3, file=Name)

open() offnet Datei am Dateianfang ⇒ beim Schreiben wird derInhalt uberschriebenopen(position="append",...) offnet am Ende, Datei wirdfortgeschrieben.

Fehlerbehandlung:

i n t ege r : : e r r o ropen ( 3 , f i l e=” t e s t . t x t ” , act ion=” w r i t e ” , i o s t a t=e r r o r )i f ( e r r o r /= 0) then

p r i n t ∗ , ” F e h l e r Nr . ” , e r r o r , ” a u f g e t r e t e n ! ”stop

end i f


Formatierung von Ein- und Ausgabe

I/O zeilenorientiert, read/write-Anweisung liest/schreibt eine Zeile.

Formatstring oder *1 direkte Angabe des Formatstrings:

write (*, ’("i= ", I6, A, F10.2 )’) i, ’x=’, x2 format-Anweisung mit Nummer:

write (*, 234) i, ’x=’, x

write(*, 234) j, ’a=’, a

234 format ("i= ", I6, A, F10.2 )3 Name einer String-Variablen:

character(len=30) string

string = ’(I6, F10.2 )’

write (*, string) i,x

read(*, string) j,y

Dieser string kann vom Programm dynamisch erzeugt, modifiziertetc. werden.

Variablenliste i,x muß den Formatbeschreibern entsprechen


Formatstrings

geklammerte Komma-Liste von Formatbeschreibern und Teilstrings:(4X, I6, F10.2, I6, F10.2, / , I8, ’ Ex =’, G20.8)

Teillisten konnen geklammert und mit einem Wiederholungsfaktorversehen werden:(4X, 2(I6, F10.2), / , I8, ’ Ex =’, G20.8)

Formatbeschreiber:

X LeerzeichenIn ganze Zahl rechtsbundig in Breite n

/ ZeilenumbruchA, An ZeichenketteL, Ln logische VariableFn.m Fließkomazahl, m KommastellenEn.m Fließkomazahl, m Kommastellen, ExponentialschreibweiseGn.m Fließkomazahl, E- oder F-Format, je nach Große$ am Ende der Liste: (I6,G20.3,$) Zeilenvorschub unterdruckt(Nichtstandarderweiterung vieler Compiler,ohne -pedantic -std=f2003 ubersetzen)


Fehlerbehandlung

i n t ege r : : e r r o rread ( 8 , ’ ( 3 f 1 2 . 3 ) ’ , i o s t a t=e r r o r , e r r =110 ,end=120) a , b , c

. . .110 p r i n t ∗ , ” F e h l e r mit Nummer ” , e r r o r , ” a u f g e t r e t e n ”

. . .120 p r i n t ∗ , ” D a t e i e n d e e r r e i c h t ! ”

Implizite Schleifen in read/write/print

p r i n t ’ ( 5 F10 . 4 ) ’ , ( a ( i ) , i =1 ,9 ,2)p r i n t ’ ( 1 0 I 8 ) ’ , ( x ( j ) , j =1 ,200)

Die letzte Zeile druckt 20 Zeilen mit je 10 Zahlen.


Internal files

Anstelle einer Kanalnummer (externe Datei) oder *(Standardein/ausgabe) kann bei read/write auch ein Stringangegeben werden.

Anwendung: Umwandlung Zahl ⇒ Zeichenkette

characte r ( l en =80) : : b u f f e rwr i te ( b u f f e r , ’ ( G24 . 6 ) ’ ) x

Datei zeilenweise in Buffer einlesen, dann Buffer analysieren

open ( un i t =8, f i l e=” d a t e i ” )read ( un i t =8, ’ (A) ’ ) b u f f e r. . . .read ( b u f f e r , ’ ( 2 I ) ’ ) n ,m


Modulekonnen Funktionen, Variablen und Typdefinitionen enthalten

use modulename

module m y g l o b a l si n t ege r : : n1 , n2 , n3r e a l ( 8 ) , dimension (1000) : : vec1

end module

module mod2use m y g l o b a l si n t ege r : : n4

conta insi n t ege r funct ion f 1 ( x ). . .end funct ionfunct ion f 2 ( x , y ). . .end funct ion

end module mod2


Module II

use ... muß ganz am Anfang einer Funktion/Subroutine stehen.

use mod2stellt die Variablen n1,n2,n3,n4,vec1 und die Funktionen f1 undf2 zur Verfugung.

use mod2, only: n1, n2, f1 => func1verwende nur n1 und n2 sowie f1 unter dem Namen func1

Die use-Anweisung muß in jeder Funktion/Subroutine enthaltensein, welche Daten/Funktionen aus dem Modul verwendet. (EineAnweisung nur im Hauptprogramm reicht dazu nicht aus.)


Module III

Module konnen (wie auch Funktionen/Subroutinen) in eigenenQuelltextdateien stehen und separat compiliert werden.

m1.f90program m1

use m1mod

implicit none

integer :: x, y, z

read *, y

k = 3

x = hfunc(y)

k = 5

z = hfunc(y)

print *, "x= ", x, &

"y= ", y, "z= ", z

end program

m1mod.f90module m1mod

integer :: k

contains

integer function hfunc(x)

integer :: x

integer, save :: i

i= i + 1

print *, "hfunc ", &

i, "mal gerufen"

hfunc = x * x + k

x = x + 3

end function

end module

gfortran -Wall -std=f2003 -fbounds-check -c m1mod.f90

gfortran -Wall -std=f2003 -fbounds-check -o m1 m1.f90 m1mod.o


Interface-Definitionen in Fortran

Deklaration der gerufenen Funktion in der rufenden Programmeinheit

1 Intrinsische Funktionen sqrt, read, sum, ... mussen nichtdeklariert werden.

2 Bei einfachen Funktionen mit einem nicht zusammengesetztenRuckgabewert reicht die Deklaration des Ruckgabewertes:

i n t ege r funct ion b l u b ( x )i n t ege r : : x , timesec. . .x = t i m e s e c ( . . . )

end funct ion

i n t ege r funct ion t i m e s e c ( h , m, s )i n t ege r : : h ,m, s

. . .end funct ion


3 expliziter Interface-Block

i n t ege r funct ion b l u b ( x )i n t ege r : : x

i n t e r f a c ei n t ege r funct ion t i m e s e c ( h , m, s )

i n teger , i n t en t ( i n ) : : h ,m, send funct ionfunct ion f 1 ( x )

r e a l ( 8 ) : : f1 , xend funct ion

end i n t e r f a c e

. . .x = t i m e s e c ( . . . )

end funct ion b l u b

i n t ege r funct ion t i m e s e c ( h , m, s )i n teger , i n t en t ( i n ) : : h ,m, s

. . .end funct ion


4 im Allgemeinen beste Methode:Alle Funktionen innerhalb von Modulen definieren.

module mfunc1conta ins

funct ion f u nc 1 ( x , y ). . .end funct ion

end module

funct ion b l u b ( x )use mfunc1. . .

end funct ion

dadurch ist in blub() das explizite Interface von func1() bekannt.

Ein explizites Interface (also entweder interface-Block oder Modul) istnotwendig z.B. bei Verwendung von pure, elemental und beiFunktionen, die allocatable-Felder verwenden oder zuruckgeben.

Es erlaubt dem Compiler auch eine Uberprufung der Argumente aufkorrekten Typ, Anzahl etc.


Felder als Argumente von Funktionen

Felder fester Große

module m e i g e n v a l u e sconta ins

funct ion e i g e n v a l u e s ( m a t r i x )r e a l ( kind =8) , dimension ( 3 , 3 ) : : m a t r i xr e a l ( kind =8) , dimension ( 3 ) : : e i g e n v a l u e s. . .

end funct ionend module


Felder variabler Große

mussen im rufenden Programmteil angelegt werden

program b l u bi n t ege r : : nr e a l ( 8 ) , dimension ( : , : ) , a l l o c a t a b l e : : amr e a l ( 8 ) , dimension ( : ) , a l l o c a t a b l e : : v , w. . .a l l o c a t e (am( n , n+1))a l l o c a t e ( v (2∗n ) )a l l o c a t e (w( n ) )

Variante 1: Große an Unterprogramm mitgeben

subrout ine e i g e n v a l u e s ( n , matr ix , ev )r e a l ( 8 ) , dimension ( n , n ) : : m a t r i xr e a l ( 8 ) , dimension ( n ) : : evr e a l ( 8 ) , dimension (2∗n+1, n ) : : workspace

. . .

Dabei konnen im Unterprogramm auch weitere lokale n-abhangigeFelder angelegt werden.


Felder variabler Große

Variante 2: Große im Unterprogramm mit size() ermitteln

subrout ine e i g e n v a l u e s ( matr ix , ev )r e a l ( 8 ) , dimension ( : , : ) : : m a t r i xr e a l ( 8 ) , dimension ( : ) : : evr e a l ( 8 ) , dimension (2∗ s i z e ( matr ix , 1 ) ) : : wrkspace

do i = 1 , s i z e ( matr ix , 1 ). . . .

Dabei konnen im Unterprogramm auch weitere lokalesize()-abhangige Felder angelegt werden.

In beiden Varianten sollte die rufende Funktion das interfacekennen ⇒ Module verwenden.


Funktionen als Argumente: Interface-Block notwendig

module m in tg rcon ta i n s

r e a l (8 ) f u n c t i o n i n t g r ( fn , x0 , x1 )r e a l (8 ) : : x0 , x1 , d e l t ai n t e g e r : : i

i n t e r f a c er e a l (8 ) f u n c t i o n fn( x )

r e a l (8 ) : : xend f unc t i o n


i n t g r = 0d e l t a = ( x1−x0 )/100 .do i = 1 , 100

i n t g r = i n t g r+d e l t a ∗fn( x0+d e l t a ∗ i )end do

end f unc t i o nend module m in tg r

program i n t g r t e s tuse m in tg r

i n t e r f a c ef un c t i o n bsp2 ( y )

r e a l ( 8 ) : : bsp2 , yend f unc t i o n bsp2


r e a l (8 ) : : x

x=i n t g r (bsp2 , 0 . 8 , 2 . 8 )p r i n t ∗ , x

end program

r e a l (8 ) f u n c t i o n bsp2 ( x )r e a l (8 ) : : xbsp2=cos ( x)+ s q r t ( x )

end f unc t i o n


Operator overloadingmodule vektorprodukt

type vecreal :: x,y,z

end type

interface operator (*)module procedure vektor_produkt

end interface

containsfunction vektor_produkt(a, b)

type(vec) :: vektor_produkttype(vec), intent(in) :: a, bvektor_produkt%x = a%y * b%z - a%z * b%yvektor_produkt%y = a%z * b%x - a%x * b%zvektor_produkt%z = a%x * b%y - a%y * b%x

end functionend module

program testuse vektorprodukttype(vec) :: a1,a2,a3

a1 = vec(2,3,4)a2 = vec(7,8,9)

a3 = a1 * a2 ! vektor_produkt!print *, a3

end program

selbstdefinierte Typen →uberladen von Operatorenwie +,-,*,/,=,>,<,...

moglich

Funktion vom richtigenTyp, Argumente habenAttribut intent(in)

Zuordnung zum Operatormittelsinterface operator()-Block undmodule procedure-Definition


Was fehlt

Alte F77-Featurescommon blocks, entry, equivalence, block data,statement functions, fixed source form,...

weitere Standardfunktionen und Standardmodule, wie z.B.iso c binding, ieee exceptions, ieee arithmetic

Funktionen zur Bitmanipulationbit size(), btest(), iand(), ior(), ieor(), ishft(),...

Verschiedenesinternal procedures; keyword, optional arguments,public, private, ...

Ein/Ausgabenamelists, direct access I/O, unformatted I/O,...

Features von Fortran2003 oder Fortran2008, die vomGFortran-Compiler zur Zeit noch nicht unterstutzt werden:procedure pointer, submodules, abstract interfaces,type extensions, select type, parametrized derivedtypes,...


Wissenschaftliches Programmieren in Fortranhellmund/Vorlesung/pres3.pdfkleinerem Rang, hier also ein...

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