Присоединение данных носителя

Носителем данных может быть:

- внешняя программа для своих внутренних процедур;

- модуль для своих модульных процедур;

- модульная процедура для своих внутренних процедур.

Пример: попадают ли пять точек из Array в круг?

Program Host

integer :: i; real :: R=5 ! радиус

real,public,dimension(1:2)::x0=(/1,1/)! координаты центра

real, dimension(1:2,1:5):: Array

Open(1,File='In.txt'); Open(2,File='Out.txt')

write(2,3) R,x0; read(1,*) Array

do i = 1,5

if(InCircle(Array(:,i))&

write(2,2)Array(:,i),'внутри круга'

Enddo

2 format('Точка с координатами [',f6.2,' , ',f6.2, '] - ', a)

3 format('Окружность радиуса ', f6.2, &
' с координатами центра [', f6.2, ',', f6.2, ']')

Contains

logical function InCircle(X) ! модульная процедура: X в круге?

real,intent(in),dimension(1:2)::X ! X - координаты точки

real:: R=1 ! радиус

InCircle = sum((X-x0)**2) < R*R

end function InCircle

end Program Host

Функция InCircle является внутренней, а главная программаHost манипулирует с объектами так:

- x0 присоединяется к числу видимых объектов внутренней функции InCircle из носителя данных Host;

- секция Array(:,i) поступает через аргументы, как вектор X в функции;

- R=5 главной программы и real:: R=1 внутренней функции не входят в противоречие – это просто две одноименные переменные; чтобы в InCircle не было R надо обязательно удалитьreal:: R=1.

Присоединение данных модуля

Модуль – централизованное хранилище общедоступных объектов, описываемых в проекте однократно. Оператор «use имя_модуля» размещают вслед за заголовком программной единицы – и тогда появляется доступ к объектам модуля: константам, переменным, массивам (атрибут public по умолчанию), интерфейсам процедур, спискам Namelist, производным типам данных, модульным процедурам, обслуживающим объекты модуля.

Пример: попадают ли 5 точек в круг радиуса 5 с центром в точке (1,2)?

Module Mo

real,dimension(1:2)::p0=(/1,2/) ! x,y - координаты центра

real,public:: R=1 ! инициализация радиуса

real,dimension(1:2,1:5)::P ! 5 точек (x,y)

Namelist /R_P0/R,P0

Contains

function InCircle()

logical,dimension(1:5)::InCircle

InCircle=(p(1,:)-p0(1))**2+(p(2,:)-p0(2))**2 < R**2

end function InCircle

end Module Mo

Program With_module

use Mo

R=5 ! изменение радиуса

Open(1,File='In.txt'); Open(2,File='Out.txt')

write(2,R_P0); read(1,*) P

write(2,22) R,p0; write(2,222) P

22 format('Радиус:',f6.1,' центр:[',f6.1,',',f6.1,']')

222 format( 'Точки:'/(2f6.1) )

write(2,*) InCircle() ! логический вектор для точек

if( all( InCircle()) ) write(2,*)'все точки внутри круга'

end Program With_module

Результат выполнения программы:

&R_P0

R = 5.000000 ,

P0 = 1.000000 , 2.000000

/

Радиус: 5.0 центр:[ 1.0, 2.0]

Точки:

1.0 2.0

3.0 4.0

0.0 1.0

2.0 3.0

40.0 50.0

T T T T F

Радиус real::R=1 указан в модуле. В главной программе написать real::R=5 нельзя – это вызовет ошибку, как повторное описание объекта R. Можно только перевычислить R=5.

Оператор use может исключить ошибки, вызванные коллизией имен:

- с помощью оператора use Mo, only: x0, InCircle можно ограничить список используемых имен модуля;

- заменив имя R на несуществующее имя R_null (use Mo, R_null=>R), можем писать оператор real::R в главной программе.

Атрибут private – локальный, приписанный объекту модуля, запретит доступ к объекту вне модуля. Проектируя модуль, следует избегать общедоступных (public) тривиальных имен вроде i, j, k, a и т.п.

Встроенные функции Фортрана

Встроенные функции являются неотъемлемой частью языка Фортран и их имена входят в число ключевых слов. В учебниках на русском языке наиболее полное описание функций имеется в [2]. У каждой функции – уникальное имя, типы аргументов. У многих функций имеются необязательные и ключевые аргументы. Многие функции заимствуют у одного из своих аргументов форму (такие функции называют элементными) и тип возвращаемого значения (такие функции называют родовыми). В Фортране-90 числовые функции стали элементными и родовыми: если аргумент – массив, то и результат – конформный массив того же типа, полученный применением функции поэлементно. Ряд математических функций, как max, min… являются родовыми, заимствующими тип у своего аргумента. В зависимости от выполняемых действий функции принято разбивать на группы. При работе с тригонометрическими функциями величину угла задают в радианах или в градусах, добавляя окончание d к имени функции.

Числовые функции

Таблица 37.

Функция	Возвращаемое значение
max(a1,a2,..)	Максимум из значений аргументов: max(-8.3,6.0,2.0)=6.0; все аргументы должны быть либо все целые, либо все вещественные.
min(a1,a2,..)	Минимум из значений аргументов: min(-8.0,6.0,2.0) = –8.0; все аргументы должны быть либо целые, либо вещественные
abs(a)	|а| – абсолютная величина аргумента.
mod(a,p)	Остаток от деления первого аргумента на второй; mod(1, 2)=1; mod(18,2)=0
int(a)	Целая часть аргумента; int(-5.7) = –5; int(0.9)=0
nint(a)	Ближайшее к аргументу целое число (округление): nint(-5.7) = –6; nint(0.9)=1
sign(a,b)	Абсолютное значение первого аргумента со знаком второго: sign(1.0,-1.0E-25) = –1.0
sqrt(x)	Квадратный корень из аргумента (аргумент ³ 0)
exp(x) log(x) log10(x)	Экспонента еx натуральный логарифм lnx (x>0) десятичный логарифм lgx (x>0)
sin(x),cos(x) tan(x) cotan(x)	sin x cos x угол – в радианах, вещественное значение tg x ctg x
sind(x) cosd(x) tand(x) cotand(x)	Sinx угол – в градусах, вещественное значение Cosx Tgx ctgx
asin(x)	arcsinx (|x|<1.0). Результат – в радианах. (-p/2<asin(x)<p/2)
acos(x)	arccosx (|x|<1.0). Результат – в радианах. (0<acos(x)<p)
atan(x)	arctgx. Результат – в радианах. (p/2<atan(x)<p/2)
sinh(x) cosh(x) tanh(x)	shx, chx, thx - синус, косинус, тангенс гиперболический

Функции редукции массивов

Редукция в переводе с английского – «сокращение». Функции редукции сокращают количество измерений исходного массива так, что у результата либо 0 измерений (это скаляр) либо число измерений меньше на одно указанное. Ключевые слова аргументов функций:

1. Array – числовой массив;

2. Dim - номер сокращаемого измерения, возможны два варианта:

- если аргумент Dim не указан, результат – скаляр (0 измерений);

- Dim указывает номер измерения, исчезающего у результата.

Для одномерного массива в обоих случаях в результате – скаляр;

3. Mask– свойство массива Array для участия в подведении итогов.

Каждый аргумент может быть:

- позиционным – на своем по порядку месте в списке аргументов функции и без ключевых слов «array=»,«mask=»или«dim=»;

- ключевым – аргумент задается с ключевыми словами «array=», «mask=», «dim=» независимо от номера в списке аргументов.

Важное требование: Array и Mask – конформные массивы. Для одномерных массивов это означает, что у них равное количество элементов. Часто Mask задают в виде логического выражения от числового массива, чтобы гарантировать конформность, например, для массива
Array=Ar задаютmask=Ar>0 или для Array=Ar(1:3) –mask=Ar>0.