Apostila de Fortran Fortran Uma das linguagens de programação mais velhas, o FORTRAN foi desenvolvido por uma equipe de programadores conduzida por John Backus na IBM, e foi primeiramente publicada em 1957. O nome FORTRAN é uma fusão de "FORmula TRANslation", porque foi projetado para permitir tradução fácil de fórmulas de matemática em código. Linguagem de Programação É a maneira pela qual o homem consegue que o computador execute uma determinada série de instruções lógicas. É uma pseudo-linguagem a qual oferece recursos para que o programador possa codificar e testar os seus algoritmos. Linguagem de Máquina É a linguagem que o computador efetivamente consegue interpretar para executar as instruções solicitadas. Obs. A linguagem de máquina varia de computador para computador dependendo do conjunto de instruções disponibilizadas pelo mesmo. Compilação É o processo pelo qual um programa criado numa linguagem de programação é transformado para a linguagem de máquina. Prog. em linguagem de programação Programa fonte Compilação Cód. em linguagem de máquina Programa objeto Uma das tarefas da fase de compilação é verificar por erros de sintaxe da linguagem encontrados no programa fonte. Tipos de Linguagens Linguagens Compiladas São linguagens em que o processo de tradução do programa para a linguagem de máquina ocorre antes da execução do mesmo. Exemplos: Pascal, Cobol, C, Delphi, Fortran
Linguagens Interpretadas São linguagens no qual o processo de tradução do programa ocorre em tempo de execução. Exemplos: dbase, Basic, Visual Basic Linguagens de alto nível São linguagens que tem uma notação sintática próxima a linguagem natural. Exemplo: Pascal, Clipper, C, Fortran Linguagens de baixo nível São linguagens que tem a sua sintaxe mais próxima da linguagem de máquina. Exemplo: Assembler Corpo de um programa em Fortran Linha 1: Utilizar o comando Program <nome>, para identificar o nome do programa. Linha 2: Declaração de constantes (pode fazer isso em várias linhas). Linha 3: Declaração de variáveis (pode fazer isso em várias linhas). Linha 4 até a antepenúltima: Escreve-se o programa. Penúltima linha: o comando stop, indicando a parada de execução do programa. Última linha: o comando end indicando o final do programa. Obs.: O comando stop apenas encerra a execução do programa, podem existir vários comandos stop no programa, porém apenas um comando end. Indentação de comandos A indentação dos comandos em Fortran é opcional, porém torna-se necessária para aumentar a legibilidade do programa que está sendo criado. A indentação ocorre quando vários comandos estão no mesmo nível hierárquico, ou seja, eles estão subordinados a um outro comando. Geralmente ocorre em comandos de repetição e de decisão. Exemplo: program soma real x, y, s write(*,*)'digite um numero:' read(*,*)x write(*,*)'digite outro numero:' read(*,*)y s = x + y write(*,*)'o resultado da soma :', s
if (s>10.0) then write(*,*)'aprovado' else write(*,*)'reprovado' endif stop end Observações: 1) Sempre que for ocorrer uma indentação devem ser colocados 2 espaços. 2) Comandos que estão no mesmo nível hierárquico devem ficar alinhados na mesma coluna. Comentários Tudo que estiver escrito após a exclamação (! ) é considerado comentário em Fortran Tipos Básicos Identifica o tipo de informação que a variável ou constante irá guardar. Integer guarda números inteiros, ex. 123-150; Real guarda números reais, ex. 1.223-15.002; Complex guarda números complexos, ex. 1.2 + i 23.0-15. + i 0.002; Character guarda caracteres, ex. ab, DaQ, 09, +, (%)\! ; Logical guarda valores lógicos, ou seja, verdadeiro ou falso; Obs.1: Basta a presença de um ponto. para que o número seja real. Obs. 2: Em Fortran, o valor verdadeiro do tipo logical é escrito como.true., e o valor falso como.false., não se pode esquecer os pontos no início e no fim dos valores lógicos. Obs. 3: O tipo character permite que seja especificado o tamanho máximo de caracteres usados na string. Ex.: character*30 nome Character(len=30) nome Character(30) nome
Declaração de Variáveis Regra para dar nome a variáveis e constantes: 1) O primeiro caracter deve ser obrigatoriamente uma letra; 2) Os demais caracteres só podem ser letras ou números; 3) Não pode ter espaço em branco no meio do nome. Exemplos: Nomes válidos: JOSE, A1, D3F4, HI98, a23, joao, df34, A4f5. Nomes inválidos: JOSÉ, 1A, D!F4, H(1), 5b, joão, Nomecomprido. Declarando uma variável Local na memória do computador que serve para guardar um número, letra ou símbolo, este valor pode ser alterado. É representado com um nome que é dado pelo programador, que não pode ser alterado durante o programa. Para declarar basta escrever o nome do tipo seguido de um espaço e do nome das variáveis no programa, onde os nomes das variáveis são separados por vírgula (, ). Exemplos: integer a1, i2, valor1, numero real a1, i2, valor1, numero complex a1, i2, valor1, numero character a1, i2, valor1, nome logical a1, i2, valor1, logico, vouf Implicit None Na maioria das linguagens de programação exige-se que sejam explicitados os tipos de todas as variáveis. Em Fortran, no entanto, qualquer variável que não seja explicitamente declarada será "automaticamente" atribuído um tipo de acordo com a seguinte convenção implícita: Qualquer identificador não declarado cujo nome comece por I, J, K, L, M ou N ou os seus equivalentes minúsculos, será considerado como variável inteira; todos os restantes serão considerados como reais. Não é considerado bom hábito de programar deixar variáveis por declarar, logo sempre que possível deve-se evitar usar esta convenção implícita. O Fortran fornece a instrução IMPLICIT NONE para cancelar a convenção anterior: Forma: IMPLICIT NONE
Objetivo: Cancelar a convenção implícita de atribuição de tipos às variáveis. Esta instrução deve aparecer no início do programa e de todos os subprogramas Operadores Operadores Relacionais Símbolo Significado Fortran Fortran == Igual.EQ. == <> Diferente.NE. /= > maior que.gt. > < menor que.lt. < >= maior ou igual.ge. >= <= menor ou igual.le. <= Operadores Aritméticos Símbolo Significado Fortran + soma + - Subtração - X Multiplicação * / Divisão / A b Potenciação A ** b Operadores Lógicos Significado Não E OU Fortran.NOT..AND..OR. Precedência de operadores Parênteses, **, *, /, +, - Em uma expressão aritmética os operadores serão executados obedecendo a ordem de precedência, mas para operadores de mesma ordem serão executados da esquerda para a direita.
Comando de Atribuição Para usar o comando de atribuição basta colocar do lado esquerdo uma variável ou uma constante, o símbolo de igualdade ( = ) seguida de uma constante, variável ou expressão do lado direito. Exemplo: x = 5 y = a + b z = nome Comando de Saída (Escrita) É um comando utilizado para escrever na tela, ou monitor do computador, e também para escrever em um arquivo no disco. O comando de escrita é WRITE. Forma livre de utilizar o comando write (forma simples) write(*,*) a write(*,*) 5 write(*,*) a + b write(*,*) 5 / x write(*,*) texto write(*,*) a, b, texto, 5, a + 2 * b O primeiro * substitui o número correspondente a linha onde está o formato do número, o segundo * substitui o dispositivo de saída (monitor, impressora ou arquivo). Outro comando também utilizado para imprimir é o print. A diferença entre WRITE e PRINT é que este último somente escreve na saída padrão. Exemplo: Print *, nome Print *,A Print *, Digite o valor da variável Comando de Entrada (Leitura) É um comando utilizado para ler do teclado do computador, e também para ler de um arquivo no disco. O comando de leitura é READ. Forma simples: read(*,*) a read (*,*) b read (*,*) a, b
O primeiro * substitui o número correspondente a linha onde está o formato do número, o segundo * substitui o dispositivo de entrada (teclado ou arquivo). Funções Predefinidas Algumas funções matemáticas comuns estão incorporadas no Fortran e podem ser utilizadas normalmente no programa. Deve-se tomar algumas precauções no uso das funções, a primeira é quanto ao argumento delas, deve-se observar o tipo de argumento (inteiro, real, complexo ou character), a segunda precaução é quanto ao valor retornado da função (resultado da função) a variável onde será armazenado o resultado da função deve ser do mesmo tipo do valor que a função retorna. * O comprimento do string corresponde à quantidade de caracteres na variável. Comandos de Decisão IF O fortran fornece um conjunto de comandos que permitem a implementação de testes lógicos. A sintaxe para estes comandos é: IF ("valor"."condição"."valor") THEN ELSE ENDIF ou, numa forma mais complexa IF ("valor"."condição"."valor") THEN
ELSE IF ("valor"."condição"."valor") THEN ELSE ENDIF SELECT CASE A estrutura SELECT CASE permite a execução de apenas uma entre muitas opções possíveis. A estrutura SELECT CASE possui a seguinte forma: select case (var) case (um_valor_de_var) bloco de comandos 1 case (outro_valor_de_var) bloco de comandos 2 case (outro_ainda_valor_de_var) bloco de comandos 3... end select Exemplo: select case (nu) case (1:4) write(*,*) 'A opcao foi um numero no intervalo [1,4]' case (5) write(*,*) 'A opcao foi pelo numero 5' case (6:10) write(*,*) 'A opcao foi um numero no intervalo [6,10]' end select Comandos de Repetição Comando DO O comando DO do fortran permite que um conjunto de instruções seja executado até que um contador atinja um certo valor determinado. A sintaxe deste comando é: DO "contador"="início","fim","passo" ENDDO "contador" - representa a variavel que será incrementada no loop. "contador"="início" faz com que o valor da variável "início" seja atribuído à variável "contador". "fim" - possui o seguinte significado: o loop será abandonado quando o valor de "contador" for maior que "fim". Esta condição é testada a cada vez que um valor é atribuido a "contador".
As instruções contidas no loop não serão executadas quando o teste sobre o "contador" for feito e constatado que o loop deve ser abandonado. "passo" - representa o incremento na variável "contador". Esta variável é incrementada na linha que contém a declaração DO. Não é permitido ao programador alterar o valor do contador dentro do loop. - representa o cojunto de instruções a serem executadas no loop. Estas instruções podem envolver mais de uma linha. ENDDO - delimita o fim das linhas de comando a serem executadas pelo loop. Pode se usar tanto variáveis do tipo real como inteiro para controlar e incrementar o loop. No entanto, recomenda-se o uso de variáveis do tipo inteiro para evitar problemas numéricos. Como última observação, é permitido omitir "passo" no loop. Neste caso, o compilador fortran assume que o incremento de "contador" é 1. Exemplo program exemplo02 integer x!imprimir os 5 primeiros números impares do x=1,9,2 write(*,*) x enddo stop end Comando Do While DO WHILE ("variável1"."condição"."variável2") ENDDO A instrução "variável1"."condição"."variável2" funciona como um teste lógico, descrito acima. O loop é executado enquanto o teste lógico for verdadeiro. Exemplo: program exemplo02 integer x,cont, max!imprimir os 5 primeiros números impares cont = 1 max = 5 x = 1 do while (cont.le. max) write(*,*) x x = x + 2 cont = cont + 1 enddo stop end
Comando EXIT O comando EXIT termina abruptamente um laço DO, direcionando o fluxo do programa para a primeira linha de comando após o ENDDO daquele respectivo comando DO envolvido. Comando CYCLE O comando CYCLE reinicia abruptamente um laço DO, direcionando o fluxo do programa para a linha do comando DO dentro do qual ele está inserido. Comando CONTINUE O comando CONTINUE é um comando executável que somente passa o controle para o próximo comando executável. Comando STOP O comando STOP termina a execução do programa. Apesar de sua localização dentro do programa em geral ser a penúltima linha de comando, ele pode ser colocado em qualquer posição dentro do programa.