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-外部副プログラム- Fortranプログラミング入門
-外部副プログラム-
Fortranプログラミング入門
副プログラムとは…
・プログラムを小さいプログラムに分割して使う機能
・単独では実行出来ない
・Fortranには関数とサブルーチンがある
プログラムにバグが出にくい!
バグが出ても，エラーになる部分が限定される!
副プログラム
1
Fortranのプログラムを構成する基本的な構成要素を
プログラム単位と呼ぶ．
・主プログラム
program文で始まる．一つのプログラムに必ず一つ．
・外部副プログラム
現在はモジュールで代替．様々な主プログラムから
呼び出せる副プログラム．
・モジュール(Fortran90から追加)
変数や副プログラムなどをまとめたもの．
プログラム単位
2
・主プログラム(program文)
内部関数
内部サブルーチン
・外部副プログラム
外部関数
外部サブルーチン
・モジュール
プログラム単位
3
今回はこれ!!
現在は推奨されていない!!
内部副プログラムとは…
・主プログラムの中に記述する副プログラム
・内部副プログラムが記述してある主プログラム以外
からは利用できない．
・主プログラムと変数が共有される
外部副プログラムとは…
・program文の外に(別ファイルにも)記述する．
・いろいろな主プログラムに利用できる．
・主プログラムと変数が共有されない
外部副プログラム
4
外部関数
5
program プログラム名
宣言文
実行文
stop
end program プログラム名
function 関数名(引数1,・・・)
宣言文
実行文
end function 関数名
主プログラムは終わり
主プログラムの外に書いたら外部関数となる!!
宣言文にimplicit none
を必ず書きましょう!!
外部サブルーチン
6
program プログラム名
宣言文
実行文
stop
end program プログラム名
subroutineサブルーチン名 (引数1,・・・)
宣言文
実行文
end subroutine サブルーチン名
主プログラムは終わり
サブルーチンも同様に…
external文
7
☆文法外部関数の戻り値の型, external 外部関数名
・外部関数を使用する際に必要.
・現在は非推奨な書き方(interface文を推奨)!!
program examp
real(8), external :: expfunc
・・・
end program examp
function expfunc(・・・) result(res)
real(8) :: res
・・・
end function
外部関数expfuncの使用を宣言!
real(8)はexpfuncの戻り値の型
外部関数(end programの後に書かれる)
expfuncの戻り値の型．これが上のexternalのreal(8)と一致!
外部サブルーチンには必要ない!!
8
例題1
rを倍精度実数型の変数とし，適当に値を代入する．そのとき，rを半径とする球の体積を計算する外部関数と外部サブルーチンを作成せよ．
例題1
P-9
9
program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8), external :: volfunc
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
end program examp1
function volfunc(r) result(V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi = acos(-1d0)
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
外部関数
外部関数volfuncの使用を宣言!
real(8)はvolfuncの戻り値の型
外部関数volfuncの使用!
program文の外にvolfuncを書くと外部関数になる
例題1
10
program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
r = 1d0
call volsub(r,V)
write(*,*) V
stop
end program examp1
subroutine volsub(r,V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi = acos(-1d0)
real(8), intent(out) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end subroutine volsub
外部サブルーチン
外部サブルーチンの場合external文は必要なし!!
program文の外にvolsubを書くと外部サブルーチンになる
例題1 : 内部関数と外部関数の比較
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program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8), external :: volfunc
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
end program examp1
function volfunc(r) result(V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi = acos(-1d0)
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
外部関数program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
contains
function volfunc(r) result(V)
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi = acos(-1d0)
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
end program examp1
内部関数
例題1 : 内部関数と外部関数の比較
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program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi = acos(-1d0)
real(8), external :: volfunc
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
end program examp1
function volfunc(r) result(V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
外部関数program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi = acos(-1d0)
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
contains
function volfunc(r) result(V)
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
end program examp1
内部関数
関数の中で宣言していたpiを消して，主プログラムでpiを宣言すると…?
例題1 : 内部関数と外部関数の比較
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program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi = acos(-1d0)
real(8), external :: volfunc
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
end program examp1
function volfunc(r) result(V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
外部関数program examp1
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi = acos(-1d0)
r = 1d0
V = volfunc(r)
write(*,*) V
stop
contains
function volfunc(r) result(V)
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: V
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
end program examp1
内部関数
関数の中で宣言していたpiを消して，主プログラムでpiを宣言すると…?
ERROR… OK!
主プログラムと変数を共有しない…
主プログラムと変数を共有する!!
※プログラム単位が1つ※プログラム単位が2つ
common文
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☆文法 common /ブロック名/ 変数1, ・・・
・変数をプログラム単位をまたいで利用できるようにする・現在は非推奨な書き方(module文を推奨)!!
program examp
real(8) :: pi
common /pidata/ pi
pi = acos(-1)
・・・end program examp
subroutine expsub(・・・)real(8) :: pi
common /pidata/ pi
end function
変数piを共有できるように宣言．ブロック名は個人で決められる!!
ブロック名とpiをcommon文で書くことにより，主プログラムのpiと関連付けられる!!
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例題2
rを倍精度実数型の変数とし，適当に値を代入する．そのとき，rを半径とする球の体積を計算する外部関数と外部サブルーチンを作成せよ．ただし，piは主プログラムで値を代入し，common文で値を共有せよ．
例題2
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program examp2
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi
real(8),external :: volfunc
common /pidata/ pi
pi = acos(-1d0)
r = 1d0
V = volfunc (r)
write(*,*) V
stop
end program examp2
function volfunc(r) result(V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi
real(8) :: V
common /pidata/ pi
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end function volfunc
変数piを共有できるように宣言．主プログラムで変数piに値を代入!!
主プログラムで値を代入したpiを利用!!
例題2
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program examp2
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi
common /pidata/ pi
pi = acos(-1d0)
r = 1d0
call volsub(r,V)
write(*,*) V
stop
end program examp2
subroutine volsub(r,V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi
real(8), intent(inout) :: V
common /pidata/ pi
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end subroutine volsub
変数piを共有できるように宣言．主プログラムで変数piに値を代入!!
主プログラムで値を代入したpiを利用!!
分割コンパイル
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プログラム単位ごとにファイルを分けられる．
この場合コンパイルは…
gfortran bbb.f90 aaa.f90 必要なファイルを全部書く!!
aaa.f90
program aaa
implicit none
・・・stop
end program aaa
bbb.f90
function bbb(・・・)
・・・end function bbb
subroutine ccc(・・・)・・・end subroutine ccc
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例題3
rを倍精度実数型の変数とし，適当に値を代入する．そのとき，rを半径とする球の体積を計算する外部サブ
ルーチンを作成せよ．ただし，外部サブルーチンは主プログラムと別のファイルに保存せよ．
例題3
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program examp2
implicit none
real(8) :: r
real(8) :: V
real(8) :: pi
common /pidata/ pi
pi = acos(-1d0)
r = 1d0
call volsub(r,V)
write(*,*) V
stop
end program examp2
subroutine volsub(r,V)
implicit none
real(8), intent(in) :: r
real(8) :: pi
real(8), intent(inout) :: V
common /pidata/ pi
V = 4d0/3d0*pi*r**3
end subroutine volsub
examp3.f90 ex3sub.f90
gfortran ex3sub.f90 examp3.f90
コンパイル
