四則演算と組込み関数

この記事では四則演算と組込み関数について説明します。

記事の最後にサンプルプログラムを掲載しています。

四則演算

fortranで用いる演算子を下記します。これは簡単ですね。

足し算: +

引き算: –

掛け算: *

割り算: /

べき乗: **

計算負荷は、足し算、引き算 < 掛け算 < 割り算 < べき乗　の順に高くなります。計算速度を意識してコーディングする場合は、割り算やべき乗をなるべく減らす（掛け算に置き換える）というのがポイントです。

組込み関数

よく使う組み込み関数を以下に列挙します。数学関数については、関数の先頭に”d“が付いた倍精度実数型の関数を挙げています。

mod(i,j) ! i÷jの余り
int(x) ! 整数へ変換(切り捨て)
nint(x) ! 整数へ変換(四捨五入)
dble(i) ! 倍精度実数へ変換
dsqrt(x) ! 平方根
dabs(x) ! 絶対値
dmin1(a,b,..) ! 最小値
dmax1(a,b,..) ! 最大値
dexp(x) ! 指数
dlog(x) ! 自然対数
dlog10(x) ! 常用対数
dsin(x) ! 正弦
dcos(x) ! 余弦
len(o) ! 文字長
len_trim(o) ! 後ろの空白を除いた文字長
trim(o) ! 後ろの空白を除いた文字

サンプルプログラム

サンプルプログラムを下記します。プログラムの15, 16行目では計算順序を変えて組み込み関数dble()のテストをしています。出力の違いを確認してみて下さい。単純ですが発見が困難なバグに繋がることがあるので、あえて例示しています。

以下のFortranプログラムをコピペし、****.f90の名前で保存して下さい(****の部分は適当でいいです)。コピペが面倒な場合は、こちらからダウンロードして下さい(右クリックメニューから保存)。→ sample04.f90

program sample04
  implicit none
!-------------------------------------------------------------------- 1
  integer :: i, j, n
  real(8) :: a, b, c, x
  character(len=80) :: o
!-------------------------------------------------------------------- 2
  i = 10
  j = 3
  write(*,'(i2,a,i1,a,i4)') i, ' ** ', j, ' = ', i ** j
  write(*,'(a,i2,a,i1,a,i1)') 'mod(', i, ',', j, ') = ', mod(i,j)
  x = 1.5d0
  write(*,'(a,f3.1,a,i1)') 'int(', x, ') = ', int(x)
  write(*,'(a,f3.1,a,i1)') 'nint(', x, ') = ', nint(x)
  write(*,'(a,i2,a,i1,a,f3.1)') 'dble(', i, ' / ', j, ') = ', dble(i / j)
  write(*,'(a,i2,a,i1,a,f3.1)') 'dble(', i, ') / dble(', j, ') = ', dble(i) / dble(j)
  x = 4.0d0
  write(*,'(a,f3.1,a,f3.1)') 'dsqrt(', x, ') = ', dsqrt(x)
  x = -1.0d0
  write(*,'(a,f4.1,a,f3.1)') 'dabs(', x, ') = ', dabs(x)
  a = 1.0d0
  b = 2.0d0
  c = 3.0d0
  write(*,'(4(a,f3.1))') 'dmin(', a, ',', b, ',', c, ') = ', dmin1(a,b,c)
  write(*,'(4(a,f3.1))') 'dmax(', a, ',', b, ',', c, ') = ', dmax1(a,b,c)
  x = 1.0d0
  write(*,'(a,f3.1,a,f7.5)') 'dexp(', x, ') = ', dexp(x)
  x = 2.71828183d0
  write(*,'(a,f7.5,a,f3.1)') 'dlog(', x, ') = ', dlog(x)
  x = 10.0d0
  write(*,'(a,f4.1,a,f3.1)') 'dlog10(', x, ') = ', dlog10(x)
  x = 3.14159265d0
  write(*,'(a,f7.5,a,f3.1)') 'dsin(', x, ') = ', dsin(x)
  write(*,'(a,f7.5,a,f4.1)') 'dcos(', x, ') = ', dcos(x)
  o = 'Trading beginners have paranormal abilities for trading stocks.'
  write(*,'(a)') trim(o)
  write(*,'(a,i2)') 'len(o) = ', len(o)
  write(*,'(a,i2)') 'len_trim(o) = ', len_trim(o)
!--------------------------------------------------------------------
end program sample04