Linguaggio F. a le produzioni relative al linguaggio F presenti in questi appunti sono tratte da. Basic Fortran, Paolo Bison, FI08, p.

Transcript

1 Elementi di base del linguaggio Ftran Paolo Bon Fondamenti di Infmatica Ingegneria Meccanica Università di Pava A.A. 2008/09 Linguaggio F sottoinsieme del Ftran 90 solo costrutti moderni senza duplicazioni 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 Bon, FI08, p.1 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.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 Fmato sgente fmato libero del Ftran 90 insieme dei caratteri alfanumerici (a... z, A... Z, ) ( ). =, $ % : < >? _ " una truzione per linea (max 132 caratteri) commento fino a fine linea Ftran90 & concatenazione di linee ; separazione di truzioni Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.3 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.4

2 Simboli singoli/concatenazioni di caratteri non alfanumerici * ** / == Programma unità di programmazione parole chiave (keywds) simboli costituiti da lettere (if,,...) rervate in F identificati R201 R202 program program-unit [ program-unit ]... program-unit main-program module R304 name letter [ alphanumeric-character ]... R302 alphanumeric-character letter digit undersce R303 undersce _ Constraint:The maximum length of a name 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 Bon, FI08, p.5 R1101 R1102 R1103 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 Bon, FI08, p.6 programma minimo program mini end program mini Sezione esecutiva - 1 truzioni R208 R215 execution-part [ executable-construct ]... executable-construct action-stmt case-construct -construct if-construct where-construct Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.7 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.8

3 Sezione esecutiva - 2 Stop terminazione esplicita del programma R216 action-stmt allocate-stmt assignment-stmt backspace-stmt call-stmt R840 stop-stmt STOP close-stmt cycle-stmt deallocate-stmt endfile-stmt exit-stmt program mini stop end program mini inquire-stmt nullify-stmt open-stmt pointer-assignment-stmt print-stmt read-stmt return-stmt rewind-stmt stop-stmt write-stmt Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.9 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.10 Print vualizzazione del vale di espressioni R911 print-stmt PRINT fmat [, output-item-lt ] R913 fmat char-expr * R915 output-item expr R420 char-literal-constant " [ rep-char ]... " Espressioni - 1 R723 expr [ expr defined-binary-op ] level-5-expr. R713 R714. level-4-expr [ level-3-expr rel-op ] level-3-expr rel-op == /= < <= > >= Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.11 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.12

4 Espressioni - 2 (cont.) R706 R707 R709 R710. R703 R701 add-operand [ add-operand mult-op ] mult-operand level-2-expr [ [ level-2-expr ] add-op ] add-operand mult-op * / add-op + - level-1-expr [ defined-unary-op ] primary primary constant variable. ( expr ) costanti intere Stampa numeri printnum.f90 stampa dei numeri a terminale program printnum print *,3,8,0 end program printnum Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.13 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.14 Stampa espressioni printexp.f90 stampa il vale di una espressione program printexp print *,5 + 3 / 2 end program printexp 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 Bon, FI08, p.15 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.16

5 Tipo elemento del linguaggio che defince: 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 Dichiarazione di tipo R501 type-declaration-stmt type-spec [, attr-spec ]... :: entity-decl-lt R502 type-spec INTEGER [ kind-select ] REAL [ kind-select ] CHARACTER char-select COMPLEX [ kind-select ] LOGICAL [ kind-select ] TYPE ( type-name ) R504 entity-decl object-name [ initialization ] R505 initialization = initialization-expr Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.17 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.18 Integer sottoinsieme finito degli interi I Istruzione di assegnazione operati + - * / ** R735 assignment-stmt variable = expr costanti sequenza di cifre (es ) rappresentazione finita min= max= compatibilità di tipo tipo espressione deve crpondere al tipo associato alla variabile es. integer :: a,b=45,d d+b*89 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.19 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.20

6 assign assign.f90 esempi di truzioni 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 Lettura lettura R909 read-stmt READ ( io-control-spec-lt ) [ input-item-lt ] READ fmat [, input-item-lt ] input-item-lt lta di variabili separate da, test sui vali letti 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 Bon, FI08, p.21 Strutture di controllo struttura sequenziale block struttura di selezione if struttura iterativa Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.22 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.23 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.24

7 block if sequenza di truzioni R801 esempio a=b+c print *,a block [ executable-construct ]... selezione/condizionale R802 R803 R804 R805 R806 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 crponde al if then else Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.25 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.26 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 piuabs piuabs.f90 somma al primo numero il vale assoluto del secon 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 Bon, FI08, p.27 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.28

8 ciclo iterativo R817 -construct -stmt block end- R818 -stmt [ -name : ] DO [ loop-control ] R821 loop-control int-variable = int-expr, int-expr [, int-expr ] R824 end- ENDDO [ -name ] int-variable non può essere modificata nel block semantica senza loop-control ciclo infinito con loop-control 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 Esempi DO print *,3 i=1,10 print *,i k=20,10,-2 print *,k Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.29 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.31 moltiplicazione multi.f90 calcolo di m x n come addizioni ripetute program multi integer :: m,n,r read *,m,n if (m<0) then; stop; endif if (n<0) then; stop; endif r=0 i=1,n r=r+m print *,r end program multi Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.30 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.32

9 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 Programma fattiale fatt.f90 calcola fattiale di n program fatt integer :: i,n,r read *,n if (n<0) then; stop; endif r = 1 i = 2,n r= r*i print *,r end program fatt Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.33 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.34 Terminazione DO CYCLE R834 EXIT R835 - passa all iterazione successiva - sintassi: cycle-stmt CYCLE [ -name ] - termina il ciclo DO - sintassi: exit-stmt EXIT [ -name ] DO come while while P S if (P ) then exit S P è la negazione di P se P=cnt > 0 P =cnt <= 0 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.35 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.36

10 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 if (i>n) then; exit; s = s + i i = i + 1 print *,s end program somma_n Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.37 somma_npari variante 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 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 Massimo Comun Dive - 1 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.38 somma_npari_var.f90 somma i primi n numeri pari variante con tr. cycle program somma_npari integer :: i,n,s read *,n if (n<1) then; stop; s = 0 i = 1,2*n if ((i-(i/2)*2)=0) then; cycle; s = s + i print *,s end program somma_npari Dati due numeri m,n > 0 trovare MCD meto 1 Sia m n, con ciclo da 2 a n si verifica quali sono i numeri che divino esattamente sia m che n. Il MCD è il massimo di tali numeri. Nota: un numero è divibile per un altro se il resto della divione è zero. Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.39 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.40

11 programma MCD 1 calcola massimo comun dive algitmo 1 - max dei divi 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 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 Bon, FI08, p.41 programma MCD 2 mcd2.f90 calcola massimo comun dive algitmo 2 - meto 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 if (r == 0) then exit m = n; n = r; r = m-(m/n)*n print *,n end program mcd2 Massimo Comun Dive - 2 meto 2 - Meto di Euclide Dato m n, qualunque numero che divide sia m che n divide anche il resto della divione 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. Massimo Comun Dive - 3 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.42 meto 3 - Meto di Euclide (senza divione) 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 Bon, FI08, p.43 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.44

12 programma MCD 3 numero primo mcd3.f90 calcola massimo comun dive algitmo 3 - meto di Euclide (senza divione) program mcd3 integer :: m,n read *,n,m if (m<1) then; stop; endif if (n<1) then; stop; endif if (m == n) then; exit; if (m > n) then m = m - n else n = n - m print *,m end program mcd3 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 if (r == 0) then ; exit; div=div-1 r = n-(n/div)*div print *,div==1 end program primo Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.45 Basic Ftran, Paolo Bon, FI08, p.46