自分用 Fortran program sample

Contents

入出力関係のTipsをまとめた自分用のサンプルプログラムです．

• Program list
• module による pi の定義
• コマンドラインからの入力
• 文字列を数値に変換
• 行数不明のファイルからの読み込み
• アンダーバーを空白に変換
• 連番ファイルの生成と書き込み
• csv ファイルの書き出し (数値を文字列に変換)
• 文字列に含まれる全ての空白を削除する

Program list

module による pi の定義

• pi などプログラム内で共通で用いる定数などは，module で定義しておきます．
• ここでは pi の値は C 言語の math.h に定義されている M_PI の値を用いています．
• module を使う場合は，プログラム本体で implicit none の前に use により module 名を記述します．

module defpi
    implicit none
    real(8),parameter::pi=3.14159265358979323846D0
end module defpi

program f90_for_basic
    use defpi
    implicit none
    .....
    .....
    .....
end program f90_for_basic

コマンドラインからの入力

• gfortran で使える機能です．
• プログラム本体で組み込みサブルーチン getarg() を用いることにより，コマンドラインから文字列を読み込みます．

call getarg(1,dummy)
call getarg(2,fnameR)
call getarg(3,fnameW)

実行用スクリプトの事例は以下のとおり．

./f90_for_basic 4 inp_dat.txt out_dat.txt

文字列を数値に変換

文字変数 dummy に格納されている文字列を，数値変数 ndata に変換します．

read(dummy,*) ndata

行数不明のファイルからの読み込み

• ファイル fnameR に格納されたデータの行数が不明の場合，iostat を用いて eof を検知し，ループから抜けます．
• 整数変数 io の値は以下のとおり．なお整数変数 io の宣言を忘れないように！

• 下の事例では，nn を予想されるデータ行数より確実に大きい値として，do ループを用いています．
• ループを抜けた後，行数を整数変数 nd に格納します．

open(11,file=fnameR,status='old')
    read(11,'(a)') strcom
    do i=1,nn
        read(11,*,iostat=io) str(i)
        if(io<0)exit
    end do
close(11)
nd=i-1

アンダーバーを空白に変換

• 入力を csv ファイルから行う場合でも，Fortran では空白が含まれているとそれをデータ区切りとして認識します． このため数値と 'Surge Tank' のような空白を含む文字列が1行に存在する場合，予め空白をアンダーバーにしておき， あとから空白に置き換える方が便利な場合があります．
• このため，アンダーバーを空白に変換するサブルーチンを作りました．(例：This_is_a_pen. => This is a pen.)
• サブルーチンは以下のとおり．

subroutine rep_ub(s)
    character (*), intent (inout) :: s
    integer i
    do i = 1, len(s)
        if (s(i:i)=='_') s(i:i)=' '
    end do
end subroutine rep_ub

使用法は以下のとおり．str(i) に格納された文字列を，文字列変数 dummy にコピーし，サブルーチン rep_ub( ) を呼びます． 処理完了後，書き換えられた文字列変数 dummy を str(i) にコピーします．

do i=1,nd
    dummy=str(i)
    call rep_ub(dummy)
    str(i)=dummy
end do

連番ファイルの生成と書き込み

• do 文の中で，連番ファイルを生成します．
• ここでのファイル名は，_test_01.txt, _test_02.txt, _test_03.txt, ... という形でつけられ， ファイル名をしめす文字列変数 filename に格納され使用されます．

do i=1,nd
    write (filename,'("_test_",i2.2,".txt")') i
    open(13,file=filename,status='replace')
    .....
    .....
    close(13)
end do

csv ファイルの書き出し

• 装置番号 12 で新規ファイル fnameW を生成しデータを書き込みます．
• ここでは数値 datax(j) を コンマ(,)付き e15.7 で，文字列変数 dummy に書き込み，これを連結していきます．
• 書き込み時は，adjustl( ) で左詰めにし，trim( ) で右側の空白を出力しないようにします．
• サブルーチン del_spaces( ) は，次項目で紹介している「文字列に含まれる全ての空白を削除する」サブルーチンです．
• write(6,'(a)') のように装置番号を 6 とすれば，通常は画面出力になり，途中経過監視などに使えます．

open(12,file=fnameW,status='replace')
    write(12,'(a)') trim(adjustl(strcom))
    do i=1,nd
        linebuf=''
        do j=1,ndata
            write(dummy,'(",",e15.7)') datax(j)
            linebuf=trim(adjustl(linebuf))//dummy
        end do
        call del_spaces(linebuf)
        write(12,'(a)') trim(adjustl(str(i)))//trim(adjustl(linebuf))
    end do
close(12)

文字列に含まれる全ての空白を削除する

• 「csv ファイルの書き出し」で示したように，出力を csv 形式で行う場合，文字列に含まれる空白を削除したい場合があります． こ場合に以下のサブルーチンが利用できます．
• このサブルーチンは 'nag Fortran入門' (www.nag-j.co.jp/fortran/index.html) に掲載されているものを使用させていただいております．
• 使用法は，削除したい空白を含む文字列をサブルーチン del_spaces( ) に渡すだけです．
• write 文の中では trim( ) を用いて右側の空白を出力しないようにします．

subroutine del_spaces(s)
    character (*), intent (inout) :: s
    character (len=len(s)) tmp
    integer i, j
    j = 1
    do i = 1, len(s)
        if (s(i:i)==' ') cycle
        tmp(j:j) = s(i:i)
        j = j + 1
    end do
    s = tmp(1:j-1)
end subroutine del_spaces