Fortran: Referenz und Spickzettel

Kurz: program haupt use name implicit none real :: y y = funktion(3.0) print *, y end program haupt ```

Teil des Kurses Fortran

Kapitel 8 von 8 im Kurs Fortran (Abschnitt „Nachschlagen“). Mit Fortschritt, Quiz und Zertifikat auf der Lernseite.

Grundgerüst

module name
  implicit none
  private
  public :: funktion
contains
  function funktion(x) result(r)
    real, intent(in) :: x
    real :: r
    r = x * 2
  end function
end module name
 
program haupt
  use name
  implicit none
  real :: y
  y = funktion(3.0)
  print *, y
end program haupt

Datentypen und Deklaration

Deklaration	Bedeutung
integer :: i	Ganzzahl
real(real64) :: x	doppelte Genauigkeit
complex :: z	komplex
logical :: ok	Wahrheitswert
character(len=20) :: s	Text fester Länge
real :: v(10), m(3, 3)	Arrays
real, allocatable :: a(:)	dynamisches Array
integer, parameter :: n = 10	Konstante
type :: name ... end type	eigener Typ

Operatoren

+ - * / ** · == /= < <= > >= · .and. .or. .not. .eqv. · // (Strings) · % (Typkomponente) · => (Zeiger/Prozedurbindung)

Eingebaute Funktionen

Gebiet	Funktionen
Mathematik	abs sqrt exp log log10 sin cos tan asin acos atan atan2 sinh mod modulo floor ceiling nint
Typen	int real dble cmplx char ichar kind selected_real_kind
Arrays	size shape sum product maxval minval maxloc minloc count any all pack merge reshape transpose matmul dot_product cshift spread
Zeichen	len len_trim trim adjustl adjustr index scan verify repeat
Zufall/Zeit	random_number random_seed cpu_time system_clock date_and_time

Häufige Compilerfehler

Meldung	Ursache
Error: Symbol 'x' at (1) has no IMPLICIT type	Variable nicht deklariert (mit implicit none Pflicht)
Error: Type mismatch in argument	falsche Argumenttypen oder fehlendes Modul (use)
Error: Unclassifiable statement	Syntaxfehler, oft fehlendes then oder end
Error: Expected a right parenthesis	Klammern nicht ausgeglichen
Program received signal SIGSEGV	Zugriff außerhalb von Arrays (-fcheck=bounds hilft) oder nicht allokiertes Array
Fortran runtime error: End of record	Eingabe/Format passt nicht
Ergebnisse unterscheiden sich leicht	Gleitkomma-Rundung, real statt real64
Warning: Possible change of value in conversion	real und real64 gemischt, Literal 1.0d0 oder _real64

Kompiler-Optionen (gfortran)

gfortran -O2 -Wall -Wextra -fcheck=all -g -std=f2018 programm.f90 -o programm   # Entwicklung
gfortran -O3 -march=native -fopenmp programm.f90 -o programm                     # schnell und parallel
gfortran -c modul.f90                                                            # nur Objektdatei und .mod
gfortran modul.o haupt.f90 -o programm -llapack -lblas                           # mit Bibliotheken

Reihenfolge beachten: Module müssen vor den Dateien übersetzt werden, die sie benutzen. Build-Werkzeuge: make, CMake, fpm (fpm run, fpm test).

Weiterlernen

• fortran-lang.org (Tutorials, Paketindex, Community), Modern Fortran Explained
• Stdlib (Fortran Standard Library), BLAS/LAPACK, FFTW, netCDF
• Übungen: Project Euler, Rosetta Code (Fortran), Advent of Code

Merke

• implicit none immer; Module statt common-Blöcken; intent bei jedem Argument
• Array-Ausdrücke statt Schleifen; links schnellster Index
• real64, Toleranzvergleiche; -fcheck=all beim Entwickeln

Quiz zur Selbstkontrolle

Welche Compileroption aktiviert Array-Grenzprüfungen zur Laufzeit?

• -fcheck=bounds (oder -fcheck=all) (richtig)
• -O3
• -fopenmp
• -std=f2018

Wofür steht der Operator // ?

• Verkettung von Zeichenketten (richtig)
• Division
• Kommentar
• Ganzzahldivision

Was sollte in jedem Programm stehen?

• implicit none (richtig)
• common
• goto
• equivalence

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