Commento * Continuazione riga! Viene ignorato tutto quello che viene scritto dopo questo carattere [etichett a]

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1 La programmazione è l'arte di far ompiere al omputer una suessione di operazioni atte ad ottenere il risultato voluto. Srivere un programma è un po' ome dialogare ol omputer, dobbiamo fornirgli delle informazioni hiare e "sensate", e quindi quello di ui abbiamo bisogno è adottare uno shema logio, imparare a ragionare su quello he vogliamo fare e ome fare per ottenere il risultato desiderato. Quindi, dal mio punto di vista, imparare a programmare è un po' ome imparare ad andare in biiletta, una volta imparato non lo dimentihi più, inoltre più esperienza aquisisi e più puoi sbizzarrirti on la bii. Una volta imparato a strutturare un programma poi puoi passare tranquillamente da un linguaggio all'altro e solo l'esperienza he maturerai ti permetterà di sfruttare a meglio uno o l'altro linguaggio. Per questo motivo per la spiegazione dei vari punti, inizialmente, adotterò ome sistema: Srittura logia Traduzione in Fortran Suessivamente introdurremo direttamente del odie Fortran erando di apirne il funzionamento. Prima di addentrari negli esempi è neessario fare una premessa sulla sintassi del Fortran. Ogni linguaggio di programmazione ha un proprio lessio ed una propria struttura da utilizzare per poter srivere un programma, quella del Fortran è la seguente: Colonna C Commento * Continuazione riga Desrizione! Viene ignorato tutto quello he viene sritto dopo questo arattere [etihett a] Etihetta utilizzata per: Cili Salti Comandi Comandi fortran Dalla tabella si evine he la prima olonna è utilizzata per indiare al ompilatore he quella riga può essere: 1. Un ommento. Un ommento non è altro he una frase, o una desrizione, he serve a desrivere l'operazione/i he andremo ad effettuare dopo quel punto. Possiamo onsiderare un ommento ome una nota, ome una speie di promemoria di quello he abbiamo sritto subito dopo. 2. *. Alessandro Senese - 1

2 Nel fortan le istruzioni possono essere sritte tra la olonna 7 e 74 della riga, tutto quello he viene sritto dopo viene ignorato. Quindi se una riga è > di 67 aratteri va suddivisa in due o più righe, e in questo aso dobbiamo dire al ompilatore he la riga he stiamo srivo non è altro he il seguito di quella preedente. 3.!. E' una sorta di ommento, on l'unia differenza he può essere utilizzato a partire da qualsiasi olonna, anhe al termine di un'istruzione 4. ETICHETTE Servono ad identifiare l'inizio di un bloo di istruzioni I punti sopra itati diventeranno più hiari suessivamente man mano he verranno utilizzati. Bisogna solo riordarsi he tutti i programmi: 1. sono omposti da un bloo prinipale definito ome: program [nome del programma] dove a [nome del programma] va sostituito il nome he si è selto senza spazi 2. i omandi iniziano alla olonna 7 (quindi inserire 7 spazi prima di ogni omando) 3. terminano on l'istruzione: N.B. Per srivere un programma in fortran è possibile utilizzare anhe il Bloo note di Windows. Iniziamo on qualhe esempio: 1. Ciao mondo Obiettivo: visualizzare sullo shermo la frase iao mondo Ora dobbiamo sviluppare la parte logia, ioè osa dobbiamo dire al ompilatore per ottenere l'obiettivo preselto: Logia: 1. inizio programma 2. srivi Ciao mondo 3. fine programma Come potete vedere questo esempio è sempliissimo, ora traduiamo il nostro odie in fortran Alessandro Senese - 2

3 Parte logia Traduzione in Fortan inizio programma program iao_mondo srivi Ciao mondo write (*, *) 'Ciao mondo' fine programma Analizzando il odie vediamo he la parola srivi va tradotta nel omando write (*, *) 2. Variabili Nei programmi si ha la neessità di memorizzare le informazioni per poi rerle disponibili suessivamente. Il funzionamento è analogo al nostro modo di agire, quando vediamo o asoltiamo qualosa, il nostro ervello memorizza l'informazione per poi rerla disponibile quando la rihiediamo. Quindi ogni qualvolta abbiamo bisogno di salvare un'informazione faiamo riorso alle variabili. La sintassi di definizione di una variabile è: [tipo] [nome] il nome da utilizzare per una variabile è a nostra selta ed è preferibile he sia espliativo. In Fortran esistono vari tipi di variabili a seonda del dato he possono ontenere : integer real harater Può ontenere numeri interi dell'intervallo: a Può ontenere anhe numeri on deimali Può ontenere sia aratteri he numeri Esempio: Obiettivo: hiedere all'utente di inserire un numero Obiettivo: visualizzare il numero digitato Appliazione logia: inizio programma variabile n srivi Inserire un numero Alessandro Senese - 3

4 atti un numero n srivi Hai inserito il numero: n fine Come potete vedere l'operazione hiedi all'utente di inserire un numero è stata divisa in due punti, perhè dobbiamo prima stampare un avviso per l'utente e poi attere una sua risposta. Stabilite le operazioni da fare implementiamo il odie: Logia inizio programma program due Fortran variabile numero integer numero srivi Inserire un numero write (*, *) 'Inserire un numero' atti un numero read (*, *) numero Srivi Hai inserito il numero [numero Fine write (*, *) 'Hai inserito il numero', numero Analizziamo il odie sorgente: program due integer numero per memorizzare il numero digitato dalla tastiera è neessario utilizzare una variabile. In questo aso il nome numero può memorizzare numeri interi. write (*, *) 'Inserire un numero' Srive sul video Inserire un numero read (*, *) numero L'azione preedente può essere tradotta ome: leggi da tastiera e memorizza quanto digitato nella variabile numero la parola atti va tradotta on read. La struttura dell'istruzione read è: read(*, *) [NOME VARIABILE DOVE MEMORIZZARE IL VALORE] Alessandro Senese - 4

5 write (*, *) 'Hai inserito il numero: ', numero Questo omando srive sul video Hai inserito il numero: seguito dal valore ontenuto nella variabile numero. Quindi la struttura dell'istruzione write è: write (*, *) '[TESTO DA VISUALIZZARE]', [VARIABILE] dove, om'è possibile vedere dall'esempio preedente, la parte [VARIABILE] è faoltativa. Fine del programma 3. Utilizzo delle variabili Abbiamo visto he le variabili sono utilizzate per ontenere dei valori. Questi valori possono essere: 1. digitati dall'utilizzatore del programma 2. definiti da hi srive il programma 3. un risultato di un'operazione. Nell'esempio preedente abbiamo analizzato il primo punto: read (*, *) numero ora i ouperemo degli altri due. 2. real pi = 3.14 Cosa abbiamo fatto? Abbiamo solo indiato al ompilatore he i serve una variabile di tipo real (ioè he può ontenere numeri on deimali) di nome pi e he tale variabile deve ontenere il valore Quindi se abbiamo la neessità di assegnare un valore speifio ad una variabile basta sempliemente utilizzare la seguente sintassi: [tipo] [nome della variabile] = [valore da assegnare] Alessandro Senese - 5

6 un sempliissimo esempio: program pigreo real pi = 3.14 write (*, *) 'Il valore di PI è: ', pi 3. Una volta definita una variabile di tipo real o integer, è possibile utilizzarla per effettuare operazioni matematihe. Di seguito un esempio dove mostro anhe l'utilizzo dei ommenti: program operazioni E' possibile dihiarare più variabili sullo stesso rigo separate dalla virgola real numero, doppio Chiedo all'operatore di inserire un numero write (*, *) 'Inserisi un numero:' read (*, *) numero una volta ottenuto il numero, memorizzo nella variabile DOPPIO il risultato dell'operazione NUMERO * 2 doppio = numero * 2 write (*, *) 'Il doppio di: ', x, 'è: ', doppio Alessandro Senese - 6

7 Array Immaginiamo di avere una lista della spesa tipo: 1. Pane 2. Latte 3. Pasta 4. Carne 5. et. Per poter gestire le voi preedenti dovremo avere a disposizione 5 variabili tipo: riga1, riga2, riga3, riga4, riga5 oltre ad essere somoda ome soluzione, è anhe ompliata da gestire nel momento in ui vogliamo aumentare il numero di righe. Come soluzione al problema utilizziamo gli array. La sintassi è la seguente: [tipo di dato] [nome] ([numero di righe], [numero di olonne]) ome vedete il modo in ui si definise un array è uguale a ome và definita una variabile, l'unia differenza è he bisogna speifiare il numero di righe e olonne (faoltativo) di ui è ostituita la tabella. Esempio: integer righe(10) per poter aedere, in lettura o srittura, agli elementi di un array basta usare la sintassi: array(riga, olonna) Memorizzo il valore di READ nella prima riga della tabella read (*, *) riga(1) Visualizzo il ontenuto della prima riga della tabella write (*, *) riga(1) Esempio di tabella bidimensionale 2x2 2 righe e 2 olonne integer tabella(2, 2) tabella(2, 2) = 20 write(*,*) 'Il valore di riga 2, olonna 2 è:', tabella(2, 2) Alessandro Senese - 7

8 Un esempio pratio verrà desritto insieme ai ili Cili osa sono e a osa servono? Il ilo è un bloo di istruzioni he viene ripetuto n volte. Per esempio, immaginiamo di voler memorizzare/visualizzare i valori di/in una tabella, dovremo srivere tipo: Memorizzazione Read(*, *) riga(1) Read(*, *) riga(2) Read(*, *) riga(3) Read(*, *) riga(4). Read(*, *) riga(n) Visualizzazione Write(*, *) riga(1) Write(*, *) riga(1) Write(*, *) riga(1) Write(*, *) riga(1). Write(*, *) riga(n) Pratiamente dovremmo srivere una riga per ogni elemento della tabella su ui stiamo operando... Troppo omplesso da fare, i serviamo dei ili, quindi l'esempio preedente risulterà: Memorizzazione Do 10 i=1, n Read(*, *) riga(i) 10 ontinue Visualizzazione Do 10 i=1, n write(*, *) riga(i) 10 ontinue Come possiamo subito vedere, utilizzando i ili, non solo riduiamo notevolmente la quantità di odie sritta, ma possiamo modifiarne i limiti ambiando una sola riga. La struttura di un ilo è la seguente: do [etihetta] [varibile]=[valore min], [valore max] etihetta india l'ultima riga del ilo, he deve essere ontraddistinta dal omando ontinue. L'etihetta va definita nella olonna 1-6 del odie sorgente. Non è possibile utilizzare 2 volte la stessa etihetta Variabile è la variabile da utilizzare nel ilo valore min, valore max rappresentano l'invertallo dei valori he assume la variabile indiata. Stampiamo i primi 10 numeri: program ilo integer i Alessandro Senese - 8

9 La variabile i assumerà i valori 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 do 4 i=1, 10 write (*, *) i 4 ontinue il listato preedente stamperà a video le righe: Ora vediamo un esempio su ome utilizzare un array all'interno di un ilo. program array Creo una tabella di 5 elementi integer numeri(5) write(*, *) 'Inserire 5 numeri:' Mi serve un ilo he va da 1 a 5 do 4 i=1, 5 read(*, *) numeri(i) 4 ontinue Stampo i 5 numeri immessi write(*, *) 'Hai digitato:' do 5 i=1, 5 write(*, *) i, numeri(5) 5 ontinue Alessandro Senese - 9

10 Selte e deisioni Servono ad adattare il funzionamento del programma al verifiarsi di determinate ondizioni. IF-THEN-ELSE La sintassi del bloo è la seguente: IF ([ondizione]) THEN istruzioni da eseguire se la ondizione è vera ELSE istruzioni da eseguire se la ondizione è falsa. END IF una ondizione non è altro he una verifia tra due o più valori. Esempio: Supponiamo di aver definito una variabile INTGER di nome x qui verifihiamo se il suo valore è maggiore (GT = GREAT THAN) di 5 if (x.gt.5) then write (*, *) 'il valore: ', x, 'è maggiore di 5' se la ondizione preedente non è vera, verrà eseguito il bloo ELSE else write (*, *) 'il valore: ', x, 'è minore di 5' if gli operatori di verifia tra le variabili sono: Operatore Desrizione Esempio gt Maggiore di x.gt.5 ge Maggiore uguale x.ge.5 lt Minore di x.lt.5 le Minore uguale x.le.5 eq Uguale a x.eq.5 ne Diverso da x.ne.5 Se si vuole verifiare più di una ondizione è neessario rahiudere ogni ondizione in parentesi e utilizzare tra di loro i seguenti operatori di onfronto: Operatore Desrizione Esempio.AND. Resituise VERO se e solo se entrambe le ondizioni ((x.ge.1).and.(x.le.10)) Alessandro Senese

11 .OR. verifiate risultano VERE Verifia he almeno una delle due ondizioni sia vera ((x.ge.1).or.(x.le.10)) Esempio, verifihiamo he il numero immesso sia ompreso tra 1 e 10 program if integer numero write (*, *) 'Inserire un numero ompreso tra 1 e 10' read (*, *) numero Verifihiamo he numero sia >= di 1 e <= di 10 if ((numero.ge.1).and.(numero.le.10)) then write (*, *) 'Hai digitato: ', numero else write (*, *) 'Il numero inserito non è ompreso nell'intervallo [1-10]' if Alessandro Senese

12 Funzioni e subroutine Le funzioni e subroutine vengono utilizzate per identifiare un bloo di istruzioni he può essere riutilizzato una o più volte. Faiamo un esempio per rere meglio l'idea. Immaginiamo di avere 3 array: integer uno(5), due(5), tre(5) per riempire e visualizzare i tre array dovremo reare 3 blohi distinti di istruzioni: Riempimento array UNO do 10 i=1, 5 read(*, *) uno(i) 10 ontinue Riempimento array DUE do 20 i=1, 5 read(*, *) due(i) 20 ontinue Riempimento array TRE do 30 i=1, 5 read(*, *) tre(i) 30 ontinue Lo stesso proedimento andrebbe fatto per la visualizzazione del ontenuto degli array (sostituo read on write). Per semplifiare il tutto possiamo utilizzare le subroutine. La loro sintassi è la seguente: subroutine [nome]([variabili])... nome è un nome selto da noi, da riordarsi he non può ontenere spazi variabili india l'argomento della subroutine, ioè il nome delle variabili he bisogna passargli. Alessandro Senese

13 End india il termine della subroutine Risriviamo l'esempio preedente utilizzando le subroutine: la subroutine leggi_valori memorizza nell'array digitati dall'utente tra parentesi va speifiato quanti argomenti deve rievere in ingresso la nostra funzione. in questo aso una sola variabile he identifihiamo on v, anhe qui il nome della variabile è a nostra selta. subroutine leggi_valori(v) a questo punto dobbiamo speifiare di he tipo è la variabile v è un vettore (o array) di interi di 5 elementi integer v(5) write (*, *) 'Inserire 5 valori' do 10 i=1, 5 read(*, *) v(i) 10 ontinue subroutine srivi_valori(v) integer v(5) do 20 i=1, 5 write(*, *) v(i) 20 ontinue program subroutine il omando EXTERNAL india al ompilatore la presenza di subroutine o funzioni aventi i nomi indiati ome argomento external leggi_valori, srivi_valori integer uno(5), due(5), tre(5) Alessandro Senese

14 ora sostituiso i 3 blohi dell'esempio preedente on una hiamata alla subroutine leggi_valori. una subroutine va hiamata on l'istruzione CALL. I valori dei vettori uno, due, tre, verranno modifiati dalla subroutine leggi_voto all leggi_voti(uno) all leggi_voti(due) all leggi_voti(tre) stampiamo i valori dei 3 vettori all srivi_voto(uno) all srivi_voto(due) all srivi_voto(tre) Ora il programma è sia più orto he più legibile. La sintassi delle funtion è la seguente: [tipo di dato] [nome della funzione] ([argomento])... [nome della funzione] = [valore da restituire] le funtion sono ome le subroutine, on l'unia differenza he ritornano un valore di tipo [tipo di dato] eseguo la media tra gli elementi di un vettore. in questo aso ho bisogno di un numero on deimali, quindi utilizzo il tipo real real media(v) anhe qui ho bisogno di speifiare la natura della variabile v integer v(5) la variabile m, la utilizzo per il alolo della media Alessandro Senese

15 real m=0.0 do 10 i=1, 5 m = m + v(i) 10 ontinue per restituire un valore devo srivere he: [nome della funzione] = [valore] quindi, in questo aso: media = m / 5 media = m / 5 orpo prinipale del programma program media anhe per le funtion è neessario indiarne la presenza on il omando external external media integer v(5) real m write (*, *) 'Inserisi 5 valori' do 20 i=1, 5 read(*, *) v(i) 20 ontinue La variabile m onterrà il valore restituito dalla funzione media ome vedete qui non è neessario il rihiamo all m = media(v) write (*, *) 'La media vale: ', m in questo aso è possibile anhe srivere direttamente: write (*, *) 'La media vale: ', media(v) Alessandro Senese

16 Alessandro Senese

17 Esempi vari La parte teoria è terminata, ora i divertiremo e ommenteremo qualhe esempio: subroutine he rihiede l'immissione di un voto ompreso tra 18 e 30 subroutine leggi_voto(v,n) Indio ome sono fatti v ed n integer v(5),n Ripeto la domanda "immetti un voto" da 1 a n volte il ilo verrà ripetuto fino all'etihetta nr 4 do 4 i=1,n qui ho identifiato questa riga on l'etihetta 2 2 write(*,*) 'Immetti il voto n: ', i read(*,*) v(i) Controllo he il valore immesso sia ompreso tra 18 e 30 if ((v(i).lt.18).or. (v(i).gt.30)) then write (*, *) ' ERRORE: INSERIRE UN VOTO TRA 18 E 30' Non posso aettare il valore immesso quindi ripeto la domanda per fare iò, dio al ompilatore he deve saltare (goto) all'etihetta 2 goto 2 in questo aso non mi interessa valutare il aso in ui la ondizione dell'if e falso, perhè vuol dire he ho immesso un valore tra [18, 30], quindi ignoro la ondizione else if 4 ontinue funzione he mi fa la media e dati gli argomenti v ed n restituise un numero deimale Alessandro Senese

18 real funtion somma_media(v,n) integer v(5), n, somma somma=0 Il ilo và ripetuto N volte do 6 i=1, n somma = somma + v(i) 6 ontinue Qui indio il valore he deve restituire la mia funzione somma_media = somma / n program pollon indio al ompilatore quali subroutine / funtion sono definite external leggi_voto,somma_media integer v(5),n real media 3 write(*,*) "Quanti voti mi dai?" read(*,*) n Verifio he il numero digitato sia ompreso tra [1, 5] e he quindi n non sia minore di 1 o maggiore di 5 if ((n.lt.1).or.(n.gt.5)) then write (*, *) 'Inserire un numero da 1 a 5' Il numero immesso non è aettabile, ritorno al punto 3 goto 3 if Chiamo la subroutine he mi legge i voti immessi dall'utente all leggi_voto(v,n) media = somma_media(v, n) write(*,*)"la media è?", media A seonda della media restituita, visualizzo un messaggio Alessandro Senese

19 if(media.ge.26) then!media è >= di 26? write (*, *) 'Uao, hi l'avrebbe mai detto' else!media è < 26 write (*, *) 'O fai seriamente, o è ora he vai a zappare :D' Alessandro Senese