【プログラミング入門ガイド】Fortranの基礎から応用まで解説！(初心者必見)

この記事をご覧になっているということは、あなたは今プログラミング言語であるFortranを勉強しようと考えていることでしょう。

しかし、プログラミング言語であるため、なかなか理解できずに困っているのではないでしょうか？

そこで今回この記事では、Fortranを学習したい人に向けたFortranの基礎から応用まで解説を行います。

この記事を全て見れば、まずはFortranの基礎については十分理解できることでしょう。

それでは早速解説して行きます。

Fortranを始める前にはコンパイラーを手に入れよう

まずFortranをいじる前にコンパイラーの入手が先決です。

コンパイラーというのは、人間が理解できるコードをコンピューターが理解できる言語に変換する変換機みたいなものを考えてください。

これから学習するFortranも、あくまで人間が理解できるようにしたプログラミング言語になります。

このままでは機械は理解できないので、コンパイラーが必要になるわけです。

コンパイラーとは？

コンパイルラーとは先ほど簡単に説明しましたが、少し詳しく話をすると、記述したコードを機械語に翻訳し、実行ファイル(exeファイル)を作ってから、実行ファイルを実行することになります。

これらのコンパイラーの機能は、有料と無料で行うことができるので、練習で行うのであれば金を出さない方法を選んだ方が良いでしょう。

有料版の方は、色々と便利な機能はありますが、現段階で学習するだけなら無料のコンパイラーで十分ですので覚えておきましょう。

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Fortranの記述方法について

Fortranの記述をするときには、整数型と実数型を区別しなくてはなりません。

ですがFortranでは、下記については暗黙の了解があるので注意しましょう。

• 初めはprogram test から始まり、stop と end で必ず終わる
  
•  注釈（コメント）は一列目に「C」を、または文末に’!’を入れて、その後に記述を行う
•  記述する順番は宣言文、実行文＆出入力文にし、必ずしも変数の宣言はしなくても良い
• 小文字、大文字の区別はない
• 一行に複数行の文を入れたい場合は「;」を入力する

上記は代表的な暗黙の了解であり、他にもa～h と o～zについては実数、i～nについては整数で、これらは特に宣言する必要はありません。

ソースコードの書き方について

ここではソースコードの書き方について話をします。

・自由形式
自由形式という書き方では、半角文字で1行132文字までが上限となります。

もしそれ以上になるようなら、次の行に書くこととなるので覚えておきましょう。

その行の最後に「&」を書くことで、次の行の1文字目から前行の文の続きを書くことができます。

ファイル名は「.f90」にする必要があります。
・固定形式
半角文字で72文字*4で、そのとき最初の5文字は文番号用、6文字目は継続行用となります。

最終的に使えるのは7文字目からとなり、実質使えるのは72文字目までの66文字分しかないので注意しましょう。

次の行の6文字目に「0」ではない文字を書くと前行の文の続きになります。

簡単な出力を行うには？

ここでは簡単ではありますが、画面に「Hellow World」と出力できるプログラムを組んでみましょう．

・プログラムの作成について

write(*,*)”Hello, world.”

stop

end

まずは上記のようにコードを記載しましょう。

1番目の”Hello World”の部分には、画面に表示をさせたい文字列を記載します。

続いて2番目の「stop」はプログラムの実行を止めるコードになります。

これを抜かすと、正常に終了しないので注意が必要です。

最後のコードは「end」になりますが、これはプログラム事態を終了するものとなるので、入れないといくらたっても終了にはなりません。

コンパイルと実行を行おう

続いては前から話には出ている、コンパイルの作業に入ります。

コンパイルを行うには、コンパイラというソフトウェアが必要になります。

まずはそのコンパイラを開くことから始めましょう。

あとは先ほど作ったファイル名を打ち込んで実行すれば、問題なければコンパイルは完了します。

コンパイル結果を確認するには、「.exe」というファイルができているか確認をしましょう。

できて入れば、コンパイルは完成です。

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四則演算を使うには

四則演算を使う方法を説明します。

基本的に四則演算で使う記号は、「= (等号,代入演算)」、「 + (プラス,加法)」、「- (ハイフン・マイナス,減法)」、「 * (アス

タリスク1個,乗法)」、「/ (スラッシュ,除法)」の５つです。

「*」の使い方には「** (アスタリスク2個)」という表記方法もあり、これを使うと指数計算となります。

例えば10**2という記述をすると「10の2乗」という計算が可能となります。

「（） (丸括弧・パーレン)」を使うことにより、優先的にその「（）」の計算処理を行うことができます。

計算をする際に注意が必要なのは、整数型の演算をした際に商が整数値になってしまうことです。

例えば割り切れない計算である「2/3」なんかは答えたが0になります。

DIMENSION文とは

変数を定義するときに、すべての変数を定義していては非常に面倒くさいよね。

例えば、A(1),A(2),A(3)というように1 次元配列で定義したとしましょう。

このとき配列の大きさは３になりますので、配列の次元を dimension A(3)と宣言することができます。

まとめ

いかがでしたでしょうか？

以上が今回の記事である「【プログラミング入門ガイド】Fortranの基礎から応用まで解説！(初心者必見)」になります。

Fortranの基礎ではありますが、マスターするのに必要な情報になります。

Fortranは比較的覚えやすいプログラミング言語の1つになりますが、原理原則を理解しながら学習を進めなければ、いかに簡単なプログラミング言語と言ってもマスターはできません。

基礎だからといって、軽んじることなくしっかりと身につけてどんどんレベルを上げていきましょう。