Código fuente, tipos y estructuras de control

&yGLJR)XHQWH
7LSRV\
(VWUXFWXUDV
GH&RQWURO
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Contenidos del Curso
1.- Introducción
&yGLJR IXHQWH WLSRV \ HVWUXFWXUDV GH
FRQWURO
3.- Procedimientos y Módulos
4.- Proceso de vectores
5.- Punteros
6.- Nuevas características de entrada/salida
7.- Procedimientos intrínsecos
8.- Características redundantes
9.- Desarrollos futuros
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
&yGLJR)XHQWH7LSRV\
(VWUXFWXUDVGH&RQWURO
m
m
m
m
m
m
m
ËQGLFH
2.1 Formato del código fuente
2.2 Especificaciones
2.3 implicit none
2.4 Valores de clase (Kind)
2.5 Tipos derivados
2.6 Sentencias de control
2.7 Ejercicios
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Código Fuente
m
m
m
m
m
m
Las líneas pueden tener hasta 132 caracteres
Se permiten letras minúsculas
Identificadores
hasta
31
caracteres
(incluyendo el subrayado, underscore) (El
primer carácter ha de ser una letra). Usar
identificadores significativos!!
Se usa punto y coma (;) para separar
diferentes sentencias en la misma línea
Los comentarios pueden comenzar con
exclamación (!)
El Ampersand (&) se usa como signo de
continuación
m
El juego de caracteres incluye
+ < > ; ! ?% - “ &
m
Nuevos operadores relacionales:
<
<=
==
/=
>=
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
>
)RUWUDQ
Código Fuente
(MHPSOR
SURJUDP programa_en_formato_libre
!nombres largos con subrayado
! No hay columnas especiales
LPSOLFLWQRQH
!Mayúsculas y minúsculas
UHDO :: tx, ty, tz !Comentario final
!Varias sentencias por línea
tx = 1.0; ty = 2.0; tz = tx * ty;
!Las líneas se pueden partir
SULQW *, &
tx, ty, tz
HQGSURJUDP programa_en_formato_libre
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Especificaciones
Una especificación es una forma (extendida) de
declaración donde se colocan juntas todas las
características de una entidad
WLSR>>DWULEXWR@@OLVWD
m
El tipo puede ser integer, real, complex, logical o
character con un valor de clase opcional:
integer [([kind=]kind-value)]
character [(actual-parameter-list)]
type (type-name)
m
El atributo puede ser
parameter
private
target
dimension(extent-list)
optional
external
m
Se
pueden
inicializar
especificaciones
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
public
pointer
allocatable
intent(inout)
save
intrinsic
variables
)RUWUDQ
en
las
Especificaciones
(MHPSORV
real :: a = 2.61828, b = 3.14159
! Dos variables reales declaradas e
! inicializadas
integer, parameter :: N = 100, M = 1000
! Declaración e inicialización de dos
! constantes enteras
character (len = 8) :: ch
! Declaración de una cadena de caracteres
! de longitud 8
integer, dimension(-3:5, 7) :: ia
! Declaración de un vector de enteros con
! límite inferior negativo
integer, dimension(-3:5,7) :: ia, ib, ic(5,5)
! Vectores de 9x7 componentes
! Los índices de ic varían en [1,5] [1, 5]
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
implicit none
m
m
m
En Fortran77 los tipos implícitos permiten la
utilización de variables no declaradas. Esto ha
sido la causa de muchos errores de
programación
LPSOLFLW QRQH obliga a declarar todas las
variables que se utilizan en un programa
LPSOLFLW QRQH puede ir precedida en una
unidad de programa solamente por sentencias
use y format
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
m
Hay 5 tipos intrínsecos: real, integer, complex,
character y logical
m
Cada tipo puede tener asociado un valor
entero no negativo llamado el parámetro de
clase de tipo (Kind). El parámetro de clase es
un entero no negativo.
m
Se trata de una característica útil para escribir
código portable que requiera una precisión
numérica determinada
m
Los valores de clase dependen de la máquina
en cuestión, pero todo procesador ha de
soportar al menos 2 clases para real y complex
y 1 para integer, logical y character
m
Hay diversas funciones intrínsecas para
obtener y establecer los parámetros de clase
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
UHDO
real (kind=wp)::ra
real(wp)::ra
! o bien:
m
Declara una variable, ra, cuya precisión está
determinada por el parámetro de clase wp
m
Los valores de clase son dependientes del
sistema
m
Una variable real de 8 bytes (64 bits)
habitualmente tiene un valor de clase 8 ó 2
m
Una variable real de 4 bytes (32 bits)
habitualmente tiene un valor de clase de 4 ó 1
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
m
La función intrínseca kind, que tiene un
parámetro de cualquier tipo intrínseco
devuelve la clase de tipo de su parámetro. Por
ejemplo:
real(kind = 2) :: x
! x declarada de clase de tipo 2
real :: y
! y declarada de clase de tipo
! por defecto
integer :: i,j
i = kind(x)
! i=2
j = kind(y)
! j tiene el valor por
! defecto de los reales
! El valor de j depende
! del sistema
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
UHDO
m
m
La función intrínseca selected_real_kind tiene
dos parámetros enteros opcionales, p y r
El
valor p especifica el número de dígitos
decimales y r especifica el mínimo rango de
exponente que se desea
La función selected_real_kind (p, r) devuelve
el valor de clase que se ajusta o que excede
los requisitos dados por p y r. Si más de un
valor de clase satisface los requisitos el valor
que se devuelve es el que tenga la mínima
precisión decimal. Si la precisión no está
disponible se retorna -1. Si el rango no está
disponible, -2
http:/ / www.ccti.ull.es/ cpu/ f90/ f90_reference_manual_9.txt
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
UHDO
m
El uso de kind con esta función da una gran
portabilidad:
integer, parameter ::idp=kind(1.0D)
real(kind=idp) ::ra
m
La variable ra se declara de doble precisión.
m
Nótese que el valor de clase depende del
sistema
integer, parameter :: IDP = kind(1.0D)
complex (kind=IDP) :: raiz1, raiz2
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
LQWHJHU
m
Los enteros habitualmente tienen 16, 32 ó 64
bits
m
Para declarar un entero de forma que dependa
del sistema, indique el valor de clase asociado
con el rango de enteros que se desea:
integer, parameter :: &
I8=selected_INT_kind(8)
integer(kind=I8) :: ia, ib, ic
m
Las variables ia, ib, ic tomarán valores en el
rango de al menos [-108, 108] si lo permite el
procesador
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Valores de clase
program mayores
implicit none
integer, parameter :: &
I8 = selected_INT_kind(8)
integer(kind=I8) :: ia
print *, huge(ia), kind(ia)
end program mayores
m
Este código imprime el mayor entero
disponible para este tipo de enteros, y su valor
de clase
integer, parameter :: &
I10 = selected_real_kind(10, 200)
real(kind=I10) :: a
print *, range(a), precision(a), kind(a)
m
Imprime el rango del exponente, los dígitos de
precisión y el valor de clase de la variable a
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Tipos derivados
m
Son definidos por el usuario
m
Pueden contener diferentes tipos intrínsecos
(básicos) y otros tipos derivados
m
Las componentes se acceden usando el
símbolo (%)
m
El único operador predefinido para tipos
derivados es el de asignación (= )
m
Se pueden
estudiaremos
operadores)
(re)definir
con
la
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
operadores
sobrecarga
)RUWUDQ
(los
de
Tipos derivados
m
(MHPSORV
Definición de la forma del tipo derivado:
type matricula
character (len=2) :: letra
integer :: numero
character (len=2) :: prov
end type matricula
m
Declaración de variables de ese tipo:
type(matricula) :: coche1, coche2
matricula :: coche1
!Incorrecto!
m
Asignar un valor constante a coche1:
coche1 = matricula(’AG', 2227, ’TF')
m
Uso de % para asignar una componente de
coche2:
coche2%letra = ’BZ'
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Tipos derivados
m
(MHPSORV
Definir un vector de un tipo derivado:
type (matricula), dimension(n) :: coches
m
Definir un tipo derivado conteniendo otro:
type household
character (len=1) :: name
character (len=50) :: address
type(matricula) :: car
end type household
m
Declarar una estructura de tipo household:
type(household) :: myhouse
m
Utilizar % para referenciar una componente letra:
myhouse%car%letra = ’BZ’
m
Una constante de un tipo derivado:
type puntos::origin=puntos(0.0, 0.0, 0.0)
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
m
Fortran 90 posee tres constructores de bloque:
if
do
case
m
Todos ellos pueden ser anidados y puede
dárseles nombres para incrementar la
legibilidad y fiabilidad
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
m
LI
La Forma general de un if es:
[name:] if (logical expression) then
block
else if (logical expression) then [name]
block]...
[else [name]
block]
end if [name]
(MHPSOR
seleccion: if (i < 0) then
call negativo
else if (i==0) then seleccion
call cero
else select
call positivo
end if seleccion
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
%XFOHVGR
m
Forma general:
[name:] do [control clause]
block
end do [name]
m
La cláusula de control puede ser:
• Una cláusula de control de iteración
count = inicial, final [, incr]
• una cláusula de control while
while (expr. logica)
• ninguna
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
m
%XFOHVGR
Clausula de control de iteración:
fils: do i = 1, n
cols:
do j = 1, m
a(1, j) = i + j
end do cols
end do fils
m
Cláusula de control while:
cierto: do while (i <= 100)
...
Body of loop
...
end do true
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
%XFOHVGR
m
Uso de exit y cycle:
• Se sale de un bucle con exit
• cycle transfiere control al end do
• exit y cycle, por defecto se refieren al bucle más
interno pero pueden referirse a un bucle con
nombre
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
%XFOHVGR
m
Uso de exit y cycle:
exter: do i = 1,n
interm: do j = 1,m
intern:
do k = 1,l
...
if (a(i,j,k)<0) exit exter
if (j==5) cycle interm
! Salta fuera
! Omite j==5 y
! hace j=6
if (i==5) cycle
!
!
!
!
Salta el resto
Del bucle interno
Y pasa a su
Siguiente iteración
...
end do intern
end do interm
end do exter
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
m
%XFOHVGR
Sin cláusula de control:
do
read(*, *) x
if (x < 0) exit
y = sqrt(x)
...
end do
m
Nótese que esta forma puede tener el mismo
efecto que un bucle do-while
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
m
FDVH
Es una forma estructurada de seleccionar
diferentes opciones, dependiendo del valor de
una única expresión
m
Sirve para reemplazar a:
• Un goto calculado (Fortran77)
• Repetidos if ... then ... else
m
Forma General:
[name:] select case (expression)
[case (selector)[name]
block]
.
.
.
end select [name]
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
FDVH
m
La expresión ha de ser de tipo character, logical
o integer
m
El selector ha de ser default o bien uno ó más
valores del mismo tipo que la expresión:
• Un único valor
• Un rango de valores separados por : (solamente
integer o character)
• Una lista de valores o rangos. El valor mayor o
menor del rango puede omitirse
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ
Estructuras de Control
FDVH
m
Ejemplo:
colour: select case (ch)
case (‘C’, ‘D’, ‘G’:’M’)
colour = ‘red’
case (‘X’:)
colour = ‘green’
case default
colour = ‘blue’
end select colour
m
Por compatibilidad con Fortran77, la sentencia
goto sigue estando disponible, pero es preferible
usar if, do, case, exit y cycle en su lugar
+HUUDPLHQWDV\/HQJXDMHVGH3URJUDPDFLyQ
)RUWUDQ