Fortran/Instrukcje sterujące
Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Spis treści |
[edytuj] Logika
Na początku warto zastanowić się, na podstawie czego komputer może podejmować decyzję. Zwykle odbywa się to na podstawie jednej z dwóch wartości - prawdy, oznaczanej w Fortranie jako .TRUE. oraz fałszu, oznaczanego jako .FALSE.. Mamy również pewien zbiór operacji logicznych. Oto one:
| operacja | nazwa |
|---|---|
| .NOT. | negacja |
| .AND. | koniunkcja |
| .OR. | alternatywa |
| .EQV. | równoważność |
| .NEQV. | zaprzeczenie równoważności |
Działanie tych operatorów najlepiej zademonstruje ta tabelka:
| A | B | .NOT. A | A .AND. B | A .OR. B | A .EQV. B | A .NEQV. B |
|---|---|---|---|---|---|---|
| .TRUE. | .TRUE. | .FALSE. | .TRUE. | .TRUE. | .TRUE. | .FALSE. |
| .TRUE. | .FALSE. | .FALSE. | .FALSE. | .TRUE. | .FALSE. | .TRUE. |
| .FALSE. | .TRUE. | .TRUE. | .FALSE. | .TRUE. | .FALSE. | .TRUE. |
| .FALSE. | .FALSE. | .TRUE. | .FALSE. | .FALSE. | .TRUE. | .FALSE |
Porównując dwie liczby możemy np. ocenić ich wzajemną relację, tzn. czy liczba a jest większa, mniejsza a może równa. W języku Fortran możemy do tego celu użyć dwóch grup operatorów. Jedna grupa znana jest zapewne programistom, tworzącym swe programy w językach C oraz Pascal (tzn. >, <, = (lub == w C), >=, <=). Oprócz nich w języku Fortran możemy także używać:
| operator | opis |
|---|---|
| .LT. | ang. less than - inaczej < |
| .LE. | ang. less equal - inaczej <= |
| .GT. | ang. greater than - inaczej > |
| .GE. | ang. greater equal - inaczej >= |
| .EQ. | ang. equal - inaczej == (lub = w Pascalu) |
| .NE. | ang. not equal - inaczej != (lub <> w Pascalu) |
[edytuj] GOTO
Jest to pierwsza instrukcja, jaką poznasz. Czytając wprowadzenie do tego podręcznika zapamiętałeś (a jeśli nie, to masz tutaj link), że w języku Fortran ma znaczenie liczba spacji. Wiesz także, że pierwsze 1-5 spacji przeznaczone jest na pewną liczbę z zakresu od 1 do 99999. Owe liczby nie są tylko po to, aby numerować linijki kodu źródłowego (zresztą i tak czasami byłoby ich za mało). Oznaczają one mniej więcej to, co etykiety w języku C. To dzięki nim możemy określić punkt w kodzie programu, do którego możemy potem "przeskoczyć". Do "skakania" po kodzie programu służy instrukcja GOTO. Oto przykład użycia:
program skok goto 10 write (*,*) "Skakanka..." 10 continue end program skok
Efekt działania tego programu jest oczywisty... program po prostu zakończy swe działanie. W kodzie programu została także użyta instrukcja CONTINUE, która powoduje po prostu dalsze wykonywanie programu.
 |
Porada Instrukcja goto łamie sekwencję instukcji i powoduje skok do dowolnie odległego miejsca w programie - co może mieć nieprzewidziane skutki. Zbyt częste używanie goto może prowadzić do trudnych do zlokalizowania błędów. Oprócz tego kompilatory mają kłopoty z optymalizacją kodu, w którym występują skoki. Z tego powodu zaleca się ograniczenie zastosowania tej instrukcji wyłącznie do opuszczania wielokrotnie zagnieżdżonych pętli. |
[edytuj] IF
Nasz program powinien mieć możliwość reagowania na zawartość np. zmiennych. Przyjrzyjmy się zatem instrukcji IF. Służy ona do zdefiniowania czynności, które mają być wykonane w momencie prawdziwości jakiegoś warunku. Użycie instrukcji IF wygląda mniej więcej tak:
IF (warunek) instrukcje do wykonania
Ważne jest przy tym, aby instrukcje te były wpisane w tej samej linijce, co IF - w przeciwnym wypadku kompilator zasygnalizuje błąd.
[edytuj] IF - THEN
Jedna linijka to mało. Czasami potrzebujemy wykonać tak dużo instrukcji, że po prostu nie zmieszczą się w jednej linijce. Do tego celu powstała konstrukcja IF - THEN. Ogólnie rzecz biorąc jej zastosowanie wygląda tak:
IF (warunek) THEN instrukcje do wykonania END IF
[edytuj] IF - THEN - ELSE
W tworzeniu programu zdarzają się też przypadki, w których program powinien zareagować także na sytuację przeciwną do warunku. Wtedy z pomocą przychodzi konstrukcja IF - THEN - ELSE:
IF (warunek) THEN instrukcje do wykonania ELSE instrukcje do wykonania w przeciwnym wypadku END IF
[edytuj] SELECT - CASE
Jeśli musimy zareagować na większą ilość warunków, to zamiast powtarzać konstrukcję if-else lepiej użyć select-case. Użycie tej konstrukcji jest bardzo proste:
select case (wyrażenie)
case (warunek1)
instrukcje do wykonania w przypadku wyrażenie == warunek1
case (warunek2)
instrukcje do wykonania w przypadku wyrażenie == warunek2
[case default
instrukcje do wykonania w innych przypadkach ]
end select
Zastosowanie tej pętli w praktyce jest bardzo proste. Przeanalizujmy następujący przykład:
program test
implicit none
integer :: i
i = 123
select case (i)
case (123, 125)
print *, "i=123 lub i=125"
case (10:30)
print *, "i zawiera się w przedziale od 10 do 30"
case default
print *, "inny przypadek"
end select
end program test
[edytuj] Pętle
Może się zdarzyć, że w twoim programie jakaś czynność (bądź kilka czynności) będzie musiała być wykonana kilka razy pod rząd. Oczywiście nie ma sensu kilka razy kopiować i wklejać tego samego kodu. W takich przypadkach z pomocą przychodzą nam pętle. Pętla jest to instrukcja, która umożliwia wielokrotne powtarzanie tego samego kodu. W języku Fortran wyróżnia się kilka rodzajów pętli. Zostaną one omówione poniżej.
[edytuj] do
Najprostszą pętlą jest pętla do. Wygląda ona tak:
[nazwa] do zmienna=wartość początkowa, wartość końcowa [,skok co]
instrukcje
end do [nazwa]
Aby np. policzyć do dziesięciu, licząc po dwa możemy napisać coś takiego:
do i=0, 10, 2
print *, "Doliczyłem do ",i
end do
Jak widzisz, nie musisz wcześniej deklarować zmiennej i. Kompilator automatycznie użyje typu integer. Minusem tej pętli jest to, że krokiem może być tylko liczba całkowita. Za to wielkim plusem jest automatyczne sprawdzanie zakresów. Np. pisząc pętlę od 0 do 10 z krokiem 3 ostatnią wartością będzie 9.
[edytuj] do-if-exit
Pętla ta wykonuje się w nieskończoność, dopóki nie wystąpi instrukcja exit. Instrukcja ta jest zwykle efektem spełnienia jakiegoś warunku. Zwykle wygląda to tak:
[nazwa] do
instrukcje
if (warunek logiczny) exit
instrukcje
end do [nazwa]
W przeciwieństwie do pętli omówionej powyżej, możemy tutaj użyć typu real jako licznika. Oto przykład:
real :: p=0
do
p = p+0.5
if (p>10) exit
print *, "A teraz jest: ",p
end do
