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

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1 Tipi strutturati Paolo Bison Fondamenti di Informatica Ingegneria Meccanica Università di Padova A.A. 2008/09 Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.1 tipi strutturati composizione di altri tipi caratterizzati numero delle componenti tipo delle componenti (tipo base) metodo di strutturazione selezione di un singolo componente nel linguaggio Fortran array user-defined type Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.2

2 array numero componenti: fisso definito nella dichiarazione o al momento della creazione tipo: medesimo per tutte le componenti strutturazione: ad indice, corrispondenza biunivoca tra interi ed elementi dell array (accesso casuale) Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.3 array - definizione sintassi: attributo nella dichiarazione DIMENSION ( array-spec ) R513 array-spec is explicit-shape-spec-list or explicit-shape-spec is [ lower-bound : ] upper-bound es. integer, dimension(10) :: array1 integer, dimension(5,5) :: array2 real, dimension(-4:5) :: real_array logical, dimension(8,8) :: scacchiera real, dimension(-10:10,-10:10,0:100) :: spazio_3d Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.4

3 array - terminologia rango numero ( 7)di explicit-shape-spec (indice) nell explicit-shape-spec-list estensione numero di elementi definiti da una singola explicit-shape-spec forma combinazione del rango e di ogni singola estensione dimensione numero totale di elementi tipo base: tipo presente nella dichiarazione Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.5 array - accesso agli elementi sintassi R613 part-ref is part-name [ ( section-subscript-list ) ] R617 subscript is scalar-int-expr R618 section-subscript is subscript or subscript-triplet or... R619 subscript-triplet is [ subscript ] : [ subscript ] [ : stride ] R620 stride is scalar-int-expr Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.6

4 array - modalità di accesso singola componente array1(j+1) scacchiera(l,k) sottoinsieme degli elementi array1(2:7:2) array2(2,:) xy(::3,::2) intero array spazio_3d indici out of bounds Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.7 array - espressioni array possono essere usati come operandi nelle espressioni operatori su array delle medesima forma(elemento per elemento) o tra scalari e array + - / * ** funzioni intrinseche di elemento applicate elemento per elemento abs, sin, cos,... funzioni intrinseche di array maxval, minval, product, sum,... lettura/scrittura read *,array1 print *,spazio_3d Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.8

5 array - inizializzazione array costante di rango 1 R432 array-constructor is (/ ac-value-list /) esempi integer, dimension(5) :: b,a = (/ 1, 3, 9, -8, 0 /) b = (/ -6, 65, -108, 0, 0 /) funzione reshape per rango 2 RESHAPE ( value array, extension array ) Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.9 array - semantica RESHAPE real,dimension(3,2) :: arr arr = RESHAPE((/ 1,2,3,4,5,6 /), (/3,2/)) equivalente a: k=1 do j=1,2 do i=1,3 arr(i,j) = value-array(k) k = k+1 Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.10

6 minmax.f90 minmax.f90 cerca il max e il min di un array di interi program minmax integer, parameter :: n=10 integer,dimension(n) :: a integer :: i,min,max read *,a lettura di n interi min = a(1) max=min do i=2,n if (a(i)>max) then; max = a(i) else if (a(i)<min) then; min=a(i); print *,"min",min,"max",max funzioni intrinseche print *,"min",minval(a),"max",maxval(a) end program minmax Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.11 matmul.f90 matmul.f90 prodotto di matrici 2x2 program matmul real,dimension(0:1,0:1) :: a,b,c integer :: i,j,k a =reshape((/ 0.5, 1.3, -0.8,2.5 /),(/2,2/)) b =reshape((/ 0.0, -0.9, -0.8,3.14 /),(/2,2/)) do i=0,1 do j=0,1 c(i,j)=0 do k=0,1 c(i,j)=c(i,j)+a(i,k)*b(k,j) print *,c end program matmul Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.12

7 crivello di Eratostene eratoprimo.f90 calcolo numeri primi fino a N con il crivello di Eratostene program eratoprimo integer, parameter :: N=100 integer :: i,k logical,dimension(2:n) :: primo do i=2,n ; primo(i)=.true. ; do k=2,n if (primo(k)) then i=k+k do if (i>n) then; exit; primo(i)=.false. i = i + k print *,"numeri primi fino a ",N do i=2,n if (primo(i)) then; print *,i; end program eratoprimo Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.13 div50.f90 div50.p calcolo delle divisioni esatte di 1/N con N = program div50 integer :: n,i integer, dimension(50) :: cifre,resti integer :: indice indica quale cifra del quoziente si sta calcolando integer :: inizio, fine inizio e fine del periodo logical :: finito character (len=100) :: linea linea di stampa do n=2,50 indice = 1 indice della prima cifra cifre(1) = 0 prima cifra quoziente e 0 (divisione 1/N) resti(1) = 10 con resto 10 inizio = 1 fine = 0 non c e periodo Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.14

8 div50.f90 do finito = resti(indice) == 0 valuta terminazione if (.not. finito) then do i = 1,indice-1 if (resti(i) == resti(indice)) then finito=.true. inizio = i + 1 fine = indice if (finito) then; exit; calcola cifra successiva indice = indice+1 cifre(indice)= resti(indice-1) / n resti(indice)= modulo(resti(indice-1), n) * 10 Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.15 div50.f90 stampa quoziente e periodo print *,"1/",n linea="0." do i=2,indice dalla seconda cifra linea(i+1:i+1) = char(cifre(i)+ichar("0")) print *,trim(linea) linea=" " do i=2,fine if (i<inizio) then linea(i+1:i+1)=" " else linea(i+1:i+1)="-" print *,trim(linea) n=1,50 end program div50 Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.16

9 user-defined type numero componenti: fisso definito nella dichiarazione o al momento della creazione tipo: definito per ogni singola componente strutturazione: per nome - ad ogni componente è associato un nome analogo ai tipi: struct del C record del Pascal struttura Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.17 user-defined type - definizione sintassi R422 R423 R425 R426 R428 R430 derived-type-def is derived-type-stmt component-def-stmt [ component-def-stmt ]... end-type-stmt derived-type-stmt is TYPE, access-spec :: type-name component-def-stmt is type-spec [, component-attr-spec-list ] :: component-decl-list component-attr-spec is DIMENSION ( component-array-spec ) component-decl is component-name end-type-stmt is END TYPE type-name Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.18

10 user-defined type - esempi definizione type :: person character (len=20) :: cognome,nome integer :: eta end type person type :: point3d real :: x,y,z end type point3d type(person) :: io,tu type(point3d) :: orig,top Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.19 user-defined type - accesso sintassi R612 data-ref is part-ref [ % part-ref ]... modalità singola componente nome qualificato con % intera struttura (assegnazione, I/O) nome variabile esempi io%nome="tarzan" tu%nome="jane" ; io%eta=tu%eta+7 io=tu print *,tu ; print *,io%nome read *,io Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.20

11 user-defined type - inizializzazione costruttore di strutture R431 structure-constructor is type-name ( expr-list ) identificatore di tipo seguito dalla lista dei valori da assegnare alle componenti es. type(person) :: egli=person("pinco","pallino",33) io=person("bison","paolo",min(k,38)) Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.21 combinazione di tipi - 1 tipi composti possono combinati tra di loro type :: a integer :: n real, dimension(17) :: arr end type a type :: b integer :: n type(a), dimension(-2:2) : array_a end type b type(b) :: b_var Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.22

12 combinazione di tipi - 2 accesso costruito combinando i differenti metodi di accesso b var b var%n b var%array a(6)%n b var%array a(k+1)%arr(l) Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.23 conta_parole.f90 conta_parole.f90 conta le occorrenze di ogni singola parola presente in un testo memorizzato in una stringa parola e una sequanza di caratteri separati da _ program conta_parole integer, parameter :: max_text_len=20000 integer, parameter :: max_word_len=20 user-defined types type :: entry_type character (len=max_word_len) :: parola integer :: n_occ end type type :: db_type integer :: n_entries type (entry_type), dimension(100) :: entries end type Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.24

13 conta_parole.f90 variabili type(db_type) :: db character(len=max_text_len) :: testo character(len=max_word_len) :: una_parola integer :: i,k integer :: i,k db%n_entries=0 una_parola="" read *,testo i=1 do if (i>len_trim(testo)) then exit Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.25 conta_parole.f90 estrazione di una parola dal testo una_parola="" do if ((testo(i:i)=="_").or. (i>len_trim(testo))) then exit una_parola =trim(una_parola) // testo(i:i) i = i+1 if (db%n_entries==0) then inserisci prima parola db%entries(1)%parola = una_parola db%entries(1)%n_occ = 1 db%n_entries=1 Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.26

14 conta_parole.f90 else ricerca la parola do k=1,db%n_entries if (db%entries(k)%parola == una_parola) then exit if (k<=db%n_entries) then parola presente nel db db%entries(k)%n_occ =db%entries(k)%n_occ +1 else inserisci parola alla fine db%entries(k)%parola = una_parola db%entries(k)%n_occ = 1 db%n_entries=k i=i+1 Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.27 conta_parole.f90 stampa parole con il numero di occorrenze do i=1,db%n_entries print *,db%entries(i)%parola,db%entries(i)%n_occ end program conta_parole Tipi strutturati, Paolo Bison, FI08, p.28