Paolo Bison. Fondamenti di Informatica Ingegneria Meccanica Università di Padova A.A. 2008/09

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1 Elementi di base del linguaggio Ftran Paolo Bison Fondamenti di Infmatica Ingegneria Meccanica Università di Padova A.A. 2008/09 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.1 Linguaggio F sottoinsieme del Ftran 90 solo costrutti moderni senza duplicazioni sintassi descritta da BNF a a le produzioni relative al linguaggio F presenti in questi appunti sono tratte da BNF Syntax of the F T M Programming Language,Copyright (C) 1996 by Imagine1, Inc. Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.2

2 Evoluzione stica 1954 primo sviluppo presso IBM 1958 Ftran II con procedure, funzioni e common 1962 IBM introduce Ftran IV 1978 Ftran 77, standard ANSI ANSI X , che introduce costrutti per la programmazione strutturata 1991 Ftran 90, standard ISO 1539:1991, che introduce ulterii migliamenti (ricsione, strutture dinamiche) 1993 Proposta di standardizzazione HPF (High Perfmance Ftran) per il calcolo parallelo 1995 Ftran 95, standard ISO/IEC :1997 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.3 Fmato sgente fmato libero del Ftran 90 insieme dei caratteri alfanumerici (a... z, A... Z, ) ( ). =, $ % : < >? _ " una istruzione per linea (max 132 caratteri) commento fino a fine linea Ftran90 & concatenazione di linee ; separazione di istruzioni Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.4

3 Simboli singoli/concatenazioni di caratteri non alfanumerici * ** / == parole chiave (keywds) simboli costituiti da lettere (if, do,...) riservate in F identificati R304 name is letter [ alphanumeric-character ]... R302 alphanumeric-character is letter digit undersce R303 undersce is _ Constraint:The maximum length of a name is 31 characters. Constraint:The last character of a name shall not be _. Constraint:Names may be in mixed upper and lower case, however all references to the names shall use the same case convention. Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.5 Programma unità di programmazione sintassi R201 is R202 is R1101 is R1102 is R1103 is program program-unit [ program-unit ]... program-unit main-program module main-program program-stmt [ use-stmt ]... [ intrinsic-stmt ]... [ other-type-declaration-stmt ]... [ execution-part ] end-program-stmt program-stmt PROGRAM program-name end-program-stmt END PROGRAM program-name Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.6

4 programma minimo program mini end program mini Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.7 Sezione esecutiva - 1 istruzioni sintassi R208 R215 execution-part is [ executable-construct ]... executable-construct is action-stmt case-construct do-construct if-construct where-construct Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.8

5 Sezione esecutiva - 2 sintassi R216 is action-stmt allocate-stmt assignment-stmt backspace-stmt call-stmt close-stmt cycle-stmt deallocate-stmt endfile-stmt exit-stmt inquire-stmt nullify-stmt open-stmt pointer-assignment-stmt print-stmt read-stmt return-stmt rewind-stmt stop-stmt write-stmt Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.9 Stop terminazione esplicita del programma sintassi R840 stop-stmt is STOP program mini stop end program mini Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.10

6 Print visualizzazione del vale di espressioni sintassi R911 print-stmt is PRINT fmat [, output-item-list ] R913 fmat is char-expr * R915 output-item is expr R420 char-literal-constant is " [ rep-char ]... " Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.11 Espressioni - 1 sintassi R723 expr is [ expr defined-binary-op ] level-5-expr. R713 R714 level-4-expr is [ level-3-expr rel-op ] level-3-expr rel-op is == /= < <= > >=. Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.12

7 Espressioni - 2 sintassi (cont.) R706 R707 R709 R710. R703 R701 add-operand is [ add-operand mult-op ] mult-operand level-2-expr is [ [ level-2-expr ] add-op ] add-operand mult-op is * / add-op is + - level-1-expr is [ defined-unary-op ] primary primary is constant variable. ( expr ) costanti intere Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.13 Stampa numeri printnum.f90 stampa dei numeri a terminale program printnum print *,3,8,0 end program printnum Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.14

8 Stampa espressioni printexp.f90 stampa il vale di una espressione program printexp print *,5 + 3 / 2 end program printexp Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.15 Variabile individuata attraverso un identificate associata univocamente ad un tipo linguaggio tipizzato esplicita dichiarazione del tipo associato alla variabile Ftran 90 - implicit none Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.16

9 Tipo elemento del linguaggio che definisce: un insieme di vali un insieme di operati applicabili a tali vali notazione per le costanti usato per caratterizzare variabili e espressioni compatibilità/conversioni tra tipi Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.17 Dichiarazione di tipo sintassi R501 type-declaration-stmt is type-spec [, attr-spec ]... :: entity-decl-list R502 type-spec is INTEGER [ kind-select ] REAL [ kind-select ] CHARACTER char-select COMPLEX [ kind-select ] LOGICAL [ kind-select ] TYPE ( type-name ) R504 entity-decl is object-name [ initialization ] R505 initialization is = initialization-expr Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.18

10 Integer sottoinsieme finito degli interi I operati + - * / ** costanti sequenza di cifre (es ) rappresentazione finita min= max= es. integer :: a,b=45,d d+b*89 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.19 Istruzione di assegnazione sintassi R735 assignment-stmt is variable = expr compatibilità di tipo tipo espressione deve crispondere al tipo associato alla variabile Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.20

11 assign assign.f90 esempi di istruzioni di assegnazione program assign integer :: a,b,c=30 a=c; b=a*56-c*7; c=a>b e cretta? print *,a,b,c end program assign Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.21 Lettura sintassi lettura R909 read-stmt is READ ( io-control-spec-list ) [ input-item-list ] READ fmat [, input-item-list ] input-item-list lista di variabili separate da, test sui vali letti Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.22

12 piu piu.f90 calcola la somma di due numeri program piu integer :: m,n,s read *,m,n s = m+n print *,s end program piu Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.23 Strutture di controllo struttura sequenziale block struttura di selezione if struttura iterativa do Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.24

13 block sequenza di istruzioni sintassi R801 block is [ executable-construct ]... esempio a=b+c print *,a Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.25 if selezione/condizionale sintassi R802 R803 R804 R805 R806 is is is is is if-construct if-then-stmt block [ else-if-stmt block ]... [ else-stmt block ] end-if-stmt if-then-stmt IF ( logical-expr ) THEN else-if-stmt ELSEIF ( logical-expr ) THEN else-stmt ELSE end-if-stmt ENDIF crisponde al if then else Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.26

14 esempi if if (i>5) then print *,i if (k==l) then x = k*3 else x = l*3 if a > 6 then? a=a*a if (i>5) then; print *,i; if (a==0) then k = k+1 else if (b==0) then k = 0 else k = 1 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.27 piuabs piuabs.f90 somma al primo numero il vale assoluto del secondo program piuabs integer :: m,n,s read *,m,n if (n>0) then s = m+n else s = m-n print *,s end program piuabs Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.28

15 do ciclo iterativo sintassi R817 do-construct is do-stmt block end-do R818 do-stmt is [ do-name : ] DO [ loop-control ] R821 loop-control is int-variable = int-expr, int-expr [, int-expr ] R824 end-do is ENDDO [ do-name ] int-variable non può essere modificata nel block Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.29 semantica do senza loop-control ciclo infinito con loop-control do var = exp1, exp2, [exp3] block if c è la expr3 then inc expr3 else inc 1 cnt MAX((exp2 - exp1 + inc)/inc,0) a var exp1 while cnt 0 block cnt cnt -1 var var+ inc a cnt è 0 se exp1 > exp2 e exp3 >0 oppure exp1 < exp2 e exp3 <0 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.30

16 Esempi DO do print *,3 do i=1,10 print *,i do k=20,10,-2 print *,k Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.31 moltiplicazione multi.f90 calcolo di m x n come addizioni ripetute program multi integer :: m,n,ris read *,m,n if (m<0) then; stop; endif if (n<0) then; stop; endif ris=0 do i=1,n ris=ris+m print *,ris end program multi Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.32

17 Fattiale n = { n(n 1)(n 2) 2 1 n > 0 1 n = 0 Ciclo che moltiplica tutti i numeri tra n e 1 1 n (n 1) (n 2) 2 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.33 Programma fattiale fatt.f90 calcola fattiale di n program fatt integer :: i,n,r read *,n if (n<0) then; stop; endif r = 1 do i = 2,n r= r*i print *,r end program fatt Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.34

18 Terminazione DO CYCLE R834 EXIT R835 - passa all iterazione successiva - sintassi: cycle-stmt is CYCLE [ do-name ] - termina il ciclo DO - sintassi: exit-stmt is EXIT [ do-name ] Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.35 DO come while while P do S do if (P ) then exit S P è la negazione di P se P=cnt > 0 P =cnt <= 0 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.36

19 somma_n somma_n.f90 somma i primi n numeri positivi program somma_n integer :: i,n,s read *,n if (n<1) then; stop; s = 0 ; i=1 do if (i>n) then; exit; s = s + i i = i + 1 print *,s end program somma_n Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.37 somma_npari somma_npari.f90 somma i primi n numeri pari program somma_npari integer :: i,n,s read *,n if (n<1) then; stop; s = 0; i=1 do if (i>2*n) then; exit; if ((i-(i/2)*2)==0) then s = s + i i = i+1 print *,s end program somma_npari Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.38

20 somma_npari variante somma_npari_var.f90 somma i primi n numeri pari variante con istr. cycle program somma_npari integer :: i,n,s read *,n if (n<1) then; stop; s = 0 do i = 1,2*n if ((i-(i/2)*2)=0) then; cycle; s = s + i print *,s end program somma_npari Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.39 Massimo Comun Divise - 1 Dati due numeri m,n > 0 trovare MCD metodo 1 Sia m n, con ciclo da 2 a n si verifica quali sono i numeri che dividono esattamente sia m che n. Il MCD è il massimo di tali numeri. Nota: un numero è divisibile per un altro se il resto della divisione è zero. Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.40

21 programma MCD 1 calcola massimo comun divise algitmo 1 - max dei divisi comuni tra 0 e n program mcd1 integer :: i,m,n,mcd,tmp read *,n,m if (m<1) then; stop; endif if (n<1) then; stop; endif if (m < n) then tmp = m; m = n; n = tmp mcd = 1; i = 1 do if (i>n) then; exit ; if ((m-(m/i)*i)==0) then if ((n-(n/i)*i)==0) then if (i > mcd) then mcd = i ; ; i= i+1 print *,mcd end program mcd1 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.41 Massimo Comun Divise - 2 metodo 2 - Metodo di Euclide Dato m n, qualunque numero che divide sia m che n divide anche il resto della divisione m/n m = qn + r m - qn = r 0 q m k - qq n k = r k(q m - qq n ) = r Si calcola il resto r di m/n. Se tale resto è zero n è il MCD, altrimenti n e r diventano m e n e si riapplica il passo precedente. Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.42

22 programma MCD 2 mcd2.f90 calcola massimo comun divise algitmo 2 - metodo di Euclide program mcd2 integer :: r,m,n,tmp read *,n,m if (m<1) then; stop; endif if (n<1) then; stop; endif if (m < n) then tmp = m; m = n; n = tmp r = m-(m/n)*n do if (r == 0) then exit m = n; n = r; r = m-(m/n)*n print *,n end program mcd2 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.43 Massimo Comun Divise - 3 metodo 3 - Metodo di Euclide (senza divisione) Se m=n il MCD è m, altrimenti se m >n m diventa m-n altrimenti è n che diventa n - m, e si ricontrolla l eventuale uguaglianza di m con n Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.44

23 programma MCD 3 mcd3.f90 calcola massimo comun divise algitmo 3 - metodo di Euclide (senza divisione) program mcd3 integer :: m,n read *,n,m if (m<1) then; stop; endif if (n<1) then; stop; endif do if (m == n) then; exit; if (m > n) then m = m - n else n = n - m print *,m end program mcd3 Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.45 numero primo primo.f90 dato n stampa T se e primo, F altrimenti program primo integer :: n,r,div read *,n if (n<1) then; stop; endif div=n / 2 r = n-(n/div)*div do if (r == 0) then ; exit; div=div-1 r = n-(n/div)*div print *,div==1 end program primo Basic Ftran, Paolo Bison, FI08, p.46