Introdução ao Fortran 90-3
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- Ronaldo Filipe
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1 Introdução ao Fortran 90-3 Departamento de Física UFPel
2 Controles de Fluxo de Execução Definição Estruturas (ou blocos) de programação que permitem controlar o fluxo de execução de um programa, além da construção sequencial, incluindo decisão, seleção e repetição. Tipos de Controles de Fluxo Estrutura de Decisão do tipo IF Estrutura de Seleção do tipo CASE Estrutura de Repetição do tipo DO
3 Estrutura de Decisão IF Definição A estrutura de decisão IF fornece um mecanismo para controle de desvio de fluxo, dependendo de uma condição relacional e/ou lógica.
4 Estrutura de Decisão IF Caso 1: Comando IF IF (<expressão relacional e/ou lógica>) <comando executável> Se o valor da <expressão relacional e/ou lógica> for verdadeira, um único comando executável é realizado LOGICAL : : f l a g =. true., noflag =. f a l s e. REAL : : x = 1. 0, Y = 0.5 IF ( f l a g ) p r i n t, f l a g =, f l a g IF (X Y > 0. 0 ) X = 0. 0 IF ( ( X Y > 0. 0 ).AND. (.NOT. noflag ) ) p r i n t, oi END Se a condição relacional e/ou lógica não for verdadeira, o comando na sequência da estrutura IF é executado.
5 Estrutura de Decisão IF Caso 2: Construto IF... END IF IF (<expressão relacional e/ou lógica>) THEN <bloco de comandos> END IF Se o valor da <expressão relacional e/ou lógica> for verdadeira, um bloco de comandos (mais de um comando) ou apenas um comando é executado. REAL : : x = 1. 0, Y = 0.5 IF (X > Y) THEN p r i n t, X maior do que Y STOP END IF END Se a condição relacional e/ou lógica não for verdadeira, o comando na sequência da estrutura IF... END IF é executado.
6 Estrutura de Decisão IF Caso 3: Construto IF... ELSE... END IF IF (<expressão relacional e/ou lógica>) THEN <bloco de comandos 1> ELSE <bloco de comandos 2> END IF Se o valor da <expressão relacional e/ou lógica> for verdadeira, o bloco de comandos 1 é executado; se for falso, o bloco de comandos 2 é executado (sem qualquer teste). REAL : : x = 1. 0, Y = 0.5 IF (X > Y) THEN p r i n t, X maior do que Y STOP ELSE p r i n t, X menor do que Y STOP END IF END
7 Estrutura de Decisão IF Caso 4: Construto IF... ELSE IF... END IF IF (<expressão relacional e/ou lógica 1>) THEN <bloco de comandos 1> ELSE IF (<expressão relacional e/ou lógica 2>) THEN <bloco de comandos 2> END IF Se o valor da <expressão relacional e/ou lógica 1> for verdadeira, o bloco de comandos 1 é executado; se for falso, a <expressão relacional e/ou lógica 2> é testada para que o bloco de comandos 2 seja executado em caso verdadeiro. r e a l : : x = 1. 0 i f (X < 0. 0 ) then p r i n t, X menor do que zero ; stop e l s e i f (X >= 0. 0 ) then p r i n t, X i g u a l ou maior que zero ; end i f end stop
8 Estrutura de Decisão IF Caso 5: Construto IF... ELSE IF... ELSE... END IF IF (<expressão relacional e/ou lógica 1>) THEN <bloco de comandos 1> ELSE IF (<expressão relacional e/ou lógica 2>) THEN <bloco de comandos 2> ELSE <bloco de comandos 3> END IF Se o valor da <expressão relacional e/ou lógica 1> for verdadeira, o bloco de comandos 1 é executado; se for falso, a <expressão relacional e/ou lógica 2> é testada para que o bloco de comandos 2 seja executado em caso verdadeiro; se for falsa o bloco de comandos 3 é executado (sem teste).
9 Estrutura de Decisão IF Caso 5: Construto IF... ELSE IF... ELSE... END IF IF (<expressão relacional e/ou lógica 1>) THEN <bloco de comandos 1> ELSE IF (<expressão relacional e/ou lógica 2>) THEN <bloco de comandos 2> ELSE <bloco de comandos 3> END IF r e a l : : x = 1. 0 i f (X < 0. 0 ) then p r i n t, X menor do que Y ; e l s e i f (X == 0. 0 ) then p r i n t, X i g u a l a zero ; e l s e p r i n t, X maior que zero ; end i f end stop stop stop
10 Estrutura de Seleção CASE Definição A estrutura de seleção CASE fornece um mecanismo para controle de desvio de fluxo para diversas opções, a partir do teste de uma única expressão, do tipo inteiro, lógico ou de carateres (não pode ser do tipo real). SELECT CASE (<expressão>) CASE (<seletor 1>) <bloco de comandos 1> CASE (<seletor 2>) <bloco de comandos 2>... CASE (<seletor n>) <bloco de comandos n> CASE DEFAULT <bloco de comandos> END SELECT Formas de uso <expressão>: seletor da estrutura CASE. Deve ser escalar, do tipo inteiro, lógico ou caractere. Não pode ser real seletor: opções de seleção para a expressão, com o mesmo tipo da expressão CASE DEFAULT: caso selecionado se a expressão não pertencer a nenhum dos seletores.
11 Estrutura de Seleção CASE Definição A estrutura de seleção CASE fornece um mecanismo para controle de desvio de fluxo para diversas opções, a partir do teste de uma única expressão, do tipo inteiro, lógico ou de carateres (não pode ser do tipo real). SELECT CASE (<expressão>) CASE (<seletor 1>) <bloco de comandos 1> CASE (<seletor 2>) <bloco de comandos 2>... CASE (<seletor n>) <bloco de comandos n> CASE DEFAULT <bloco de comandos> END SELECT Formas de uso CASE (<inf> : <sup>): para <expressões> inteiras ou de caracteres, um intervalo pode ser especificado, separando os limites inferior <inf> e superior <sup> por dois pontos : CASE (: <sup>): o limite inferior pode estar ausente (mas não ambos) CASE (<inf> :): o limite superior pode estar ausente (mas não ambos)
12 Estrutura de Seleção CASE Definição A estrutura de seleção CASE fornece um mecanismo para controle de desvio de fluxo para diversas opções, a partir do teste de uma única expressão, do tipo inteiro, lógico ou de carateres (não pode ser do tipo real). SELECT CASE (<expressão>) CASE (<seletor 1>) <bloco de comandos 1> CASE (<seletor 2>) <bloco de comandos 2>... CASE (<seletor n>) <bloco de comandos n> CASE DEFAULT <bloco de comandos> END SELECT Formas de uso A forma geral do <seletor> é uma lista de valores e de intervalos não sobrepostos, todos do mesmo tipo que <expressão>, entre parênteses, tal como CASE (1, 2, 7, 10:17, 23)
13 Estrutura de Seleção CASE program t e s t a _ c a s e i m p l i c i t none c h a r a c t e r ( len =1) : : nome Exemplo de uso p r i n t, " D i g i t e um c a r a c e r (1 d i g i t o ) : " read,nome s e l e c t case (nome) case ( a : z ) p r i n t, " c a r a c t e r minusculo : ", nome case ( "A" : "Z" ) p r i n t, " c a r a c t e r maiusculo : " case ( " 0 " : " 9 " ) p r i n t, " c a r a c t e r numeral : ", nome case d e f a u l t p r i n t, " c a r a c t e r e s p e c i a l : ", nome end s e l e c t end program t e s t a _ c a s e
14 Estrutura de Seleção CASE Exemplo: conversor de temperaturas Faça um programa em FORTRAN 90 que converta uma temperatura fornecida pelo usuário, entre as escalas Celsius (C), Fahrenheit (F) e Kelvin (K). O programa deve ter as seguintes características: A entrada da temperatura deve ser clara para o usuário: a identificação da escala, usando um caracter de comprimento 1, e do valor a ser convertido. A saída deve apresentar a temperatura fornecida nas 3 escalas. O uso do construto CASE. O uso do construto IF para evitar a conversão de valores de temperaturas não permitados (por exemplo, temperaturas negativas na escala Kelvin).
15 Estrutura de Seleção CASE PROGRAM temperatura IMPLICIT NONE REAL : : c e l s i u s, fahrenheit, kelvin, T CHARACTER : : e s c a l a PRINT, " I n s i r a a temperatura : " READ, T PRINT, " I n s i r a a e s c a l a desejada (C, F ou K ) : " READ, e s c a l a SELECT CASE ( e s c a l a ) CASE ( " c ", "C" ) CASE ( " k ", "K" ) CASE ( " f ", " F " ) CASE DEFAULT END SELECT END PROGRAM temperatura
16 Estrutura de Seleção CASE PROGRAM temperatura SELECT CASE ( e s c a l a ) CASE ( " c ", "C" ) c e l s i u s = T f a h r e n h e i t = ( 9 c e l s i u s / 5. 0 ) + 32 kelvin = c e l s i u s IF ( kelvin < 0) THEN PRINT, "AVISO : temperatura < 0 K" STOP END IF PRINT, "A temperatura em c e l s i u s : ", c e l s i u s, " C" PRINT, "A temperatura em f a r e n h e i t : ", fahrenheit, " F " PRINT, "A temperatura em kelvin : ", CASE ( " k ", "K" ) CASE ( " f ", " F " ) CASE DEFAULT END SELECT END PROGRAM temperatura kelvin, " K"
17 Estrutura de Seleção CASE PROGRAM temperatura SELECT CASE ( e s c a l a ) CASE ( " c ", "C" ) CASE ( " k ", "K" ) kelvin = T c e l s i u s = kelvin f a h r e n h e i t = ( 9 c e l s i u s / 5. 0 ) + 32 IF ( kelvin < 0) THEN PRINT, "AVISO : temperatura < 0 K" STOP END IF PRINT, "A temperatura em Celsius : ", c e l s i u s, " C" PRINT, "A temperatura em Farenheit : ", fahrenheit, " F " PRINT, "A temperatura em Kelvin : ", CASE ( " f ", " F " ) CASE DEFAULT END SELECT END PROGRAM temperatura kelvin, " K"
18 Estrutura de Seleção CASE PROGRAM temperatura SELECT CASE ( e s c a l a ) CASE ( " c ", "C" ) CASE ( " k ", "K" ) CASE ( " f ", " F " ) f a h r e n h e i t = T c e l s i u s = ( f a h r e n h e i t 3 2 ) 5 / 9. 0 kelvin = c e l s i u s IF ( kelvin < 0) THEN PRINT, "AVISO : temperatura < 0 K" STOP END IF PRINT, "A temperatura em Celsius : ", c e l s i u s, " C" PRINT, "A temperatura em Farenheit : ", fahrenheit, " F " PRINT, "A temperatura em Kelvin : ", CASE DEFAULT END SELECT END PROGRAM temperatura kelvin, " K"
19 Estrutura de Seleção CASE PROGRAM temperatura SELECT CASE ( e s c a l a ) CASE ( " c ", "C" ) CASE ( " k ", "K" ) CASE ( " f ", " F " ) CASE DEFAULT p r i n t, " e s c a l a nao e x i s t e n t e : d i g i t e C, F ou K" END SELECT END PROGRAM temperatura
20 Estrutura de Repetição DO Definição A estrutura de repetição DO fornece um mecanismo para controle de desvio de fluxo, que permite que um bloco de comandos seja executado de forma repetida, através de um número finito ou infinito de repetições. PCFIS2016
21 Estrutura de Repetição DO Caso 1: Comando DO... END DO finito Permite que sejam feitas um número finito de iterações, onde a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <controle> = <início>, <fim>, [, <passo>] <comando 1>... <comando n> END DO 1 A variável <controle>, do tipo INTEGER, é inicializada com o valor da expressão <início>: se <controle> for um valor contido entre <inicio> e <fim>, os comandos listados dentro da estrutura serão executados. caso contrário, o próximo comando imediatamente posterior ao END DO será executado. 2 Após a execução dos comandos, o <passo> é adicionado à variável <controle> e o fluxo de execução é desviado para o item 1 acima, com os testes listados feitos novamente. PCFIS2016
22 Estrutura de Repetição DO Caso 1: Comando DO... END DO finito Permite que sejam feitas um número finito de iterações, onde a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <controle> = <início>, <fim> <comando 1>... <comando n> END DO Se o <passo> é omitido, será adicionado o valor 1 à variável <controle>: neste caso, <inicio> deve ser menor do que <fim>; <inicio> e <fim> devem ser variáveis ou expressões do tipo INTEGER. PCFIS2016
23 Estrutura de Repetição DO Caso 1: Comando DO... END DO finito Permite que sejam feitas um número finito de iterações, onde a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <controle> = <início>, <fim>, <passo> <comando 1>... <comando n> END DO Se o <passo> é maior do que zero, será adicionado o valor do <passo> à variável <controle>: neste caso <inicio> deve ser menor do que <fim> <inicio> e <fim> devem ser variáveis ou expressões do tipo INTEGER. PCFIS2016
24 Estrutura de Repetição DO Caso 1: Comando DO... END DO finito Permite que sejam feitas um número finito de iterações, onde a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <controle> = <início>, <fim>, <passo> <comando 1>... <comando n> END DO Se o <passo> é menor do que zero, será adicionado o valor do <passo> à variável <controle>: neste caso <inicio> deve ser maior do que <fim> <inicio> e <fim> devem ser variáveis ou expressões do tipo INTEGER. PCFIS2016
25 Estrutura de Repetição DO Caso 1: Comando DO... END DO finito Permite que sejam feitas um número finito de iterações, onde a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <controle> = <início>, <fim>, <passo> <comando 1>... <comando n> END DO O <passo> não pode ser igual a zero. Nunca mude o valor das variáveis <controle>, <início>, <fim> e <passo> dentro da estrutura de repetição. No Fortran 77 é permitido o uso de uma variável <controle> do tipo REAL. No Fortran 90 não é permitido. PCFIS2016
26 Estrutura de Repetição DO Caso 1: Comando DO... END DO finito Exemplo: Cálculo do fatorial de um inteiro N INTEGER : : i, N, f a t o r i a l PRINT, D i g i t e o valor de N: READ,N f a t o r i a l = 1 DO i = 1, N f a t o r i a l = f a t o r i a l i END DO p r i n t, O f a t o r i a l de N =,N, vale, END f a t o r i a l PCFIS2016
27 Estrutura de Repetição DO Caso 2: Comando DO WHILE... END DO finito Permite que sejam feitas um número finito de iterações, enquanto uma condição lógica for atendida; a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO WHILE ( <condição> ) <comando 1>... <comando n> END DO 1 Se a <condição> for avaliada como.true. os comandos listados dentro da estrutura são executados. 2 Se a <condição> for avaliada como.false. o comando imediatamente posterior ao END DO será executado. PCFIS2016
28 Estrutura de Repetição DO Caso 2: Comando DO WHILE... END DO finito Exemplo: Cálculo do fatorial de um inteiro N INTEGER : : i, N, f a t o r i a l PRINT, D i g i t e o valor de N: READ,N f a t o r i a l = 1 i = 2 DO WHILE ( i <= N) f a t o r i a l = f a t o r i a l i i = i + 1 END DO p r i n t, O f a t o r i a l de N =,N, vale, END f a t o r i a l PCFIS2016
29 Estrutura de Repetição DO Caso 3: Comando DO... END DO infinito Permite que sejam feitas um número infinito de iterações; a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <comando 1>... <comando n> END DO 1 O fluxo de execução será desviado para fora da estrutura usando o comando EXIT: neste caso, nenhum dos comandos entre EXIT e END DO é executado. PCFIS2016
30 Estrutura de Repetição DO Caso 3: Comando DO... END DO infinito Exemplo: Cálculo do fatorial de um inteiro N INTEGER : : i, N, f a t o r i a l PRINT, D i g i t e o valor de N: READ,N f a t o r i a l = 1 i = 2 DO IF ( i > N) EXIT f a t o r i a l = f a t o r i a l i i = i + 1 END DO p r i n t, O f a t o r i a l de N =,N, vale, END f a t o r i a l PCFIS2016
31 Estrutura de Repetição DO Caso 3: Comando DO... END DO infinito Permite que sejam feitas um número infinito de iterações; a cada iteração os comandos listados dentro do bloco serão executados. DO <comando 1>... <comando n> END DO 1 O fluxo de execução será desviado dentro da estrutura usando o comando CYCLE: neste caso, nenhum dos comandos entre CYCLE e END DO é executado e uma nova iteração dentro do laço é executada. PCFIS2016
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