Fortran Example: Proste przykłady programów w Fortranie, które musisz poznać

Fortran to jeden z najstarszych języków programowania, ale wciąż pozostaje bardzo popularny, zwłaszcza w naukach ścisłych i inżynierskich, gdzie jego szybkość i wydajność w obliczeniach numerycznych są niezastąpione. Choć na rynku języków programowania Fortran może wydawać się nieco zapomniany, wciąż ma swoje miejsce w nowoczesnych badaniach, obliczeniach meteorologicznych, analizach fizycznych czy chemicznych. W tym artykule przyjrzymy się kilku przykładom programów napisanych w Fortranie, które pomogą Ci zacząć przygodę z tym językiem.

Czym jest Fortran?

Fortran, czyli Formula Translation, jest jednym z najstarszych języków programowania, stworzonym w latach 50. XX wieku przez zespół IBM. Początkowo był używany głównie do obliczeń matematycznych, a jego prostota i efektywność szybko zdobyły popularność wśród naukowców i inżynierów. Jego mocną stroną jest wydajność obliczeniowa, zwłaszcza w obliczeniach numerycznych, co czyni go niezastąpionym w takich dziedzinach jak fizyka, inżynieria, chemia, a nawet analiza finansowa.

Fortran Example – Jak zacząć?

Zanim przejdziemy do przykładów, warto wiedzieć, jak wygląda struktura programu w Fortranie. Program w tym języku składa się z kilku podstawowych elementów, takich jak deklaracje zmiennych, instrukcje obliczeniowe, a także bloki kodu, które określają, jak mają działać poszczególne funkcje programu. Fortran jest językiem o silnym typowaniu, co oznacza, że musimy określić typ każdej zmiennej przed jej użyciem. Najpopularniejsze typy zmiennych w Fortranie to INTEGER (liczby całkowite), REAL (liczby zmiennoprzecinkowe) i CHARACTER (ciągi znaków).

Fortran Example: Prosty program – "Hello, World!"

Zacznijmy od najprostszego programu, który wyświetla tekst na ekranie. To klasyczny przykład w każdym języku programowania, który pomaga zapoznać się z podstawami składni. W Fortranie program ten wygląda następująco:

PROGRAM HelloWorld
   PRINT *, 'Hello, World!'
END PROGRAM HelloWorld

W tym programie używamy instrukcji PRINT, która umożliwia wyświetlenie tekstu na ekranie. Słowo kluczowe PROGRAM rozpoczyna nasz program, a END PROGRAM go kończy. Całość jest bardzo prosta, ale już od pierwszego uruchomienia widzimy, jak działa podstawowa funkcjonalność Fortrana.

Fortran Example: Program do dodawania dwóch liczb

Teraz przejdźmy do nieco bardziej zaawansowanego przykładu – programu, który pozwala użytkownikowi na dodanie dwóch liczb. Taki program jest dobrym wprowadzeniem do zmiennych, odczytywania danych wejściowych i wykonywania prostych operacji arytmetycznych.

PROGRAM Dodawanie
   INTEGER :: a, b, suma

   PRINT *, 'Podaj pierwsza liczbe:'
   READ *, a

   PRINT *, 'Podaj druga liczbe:'
   READ *, b

   suma = a + b

   PRINT *, 'Suma liczb wynosi: ', suma
END PROGRAM Dodawanie

W tym przykładzie używamy zmiennych całkowitych a, b i suma. Program najpierw prosi użytkownika o podanie dwóch liczb, a następnie oblicza ich sumę i wyświetla wynik na ekranie. Funkcja READ umożliwia wczytanie danych od użytkownika, a PRINT wypisuje wynik.

Fortran Example: Obliczanie średniej arytmetycznej

Zanim przejdziemy do bardziej zaawansowanych przykładów, warto poznać kolejny, praktyczny program – obliczanie średniej arytmetycznej z kilku liczb. Tego typu zadania są często wykorzystywane w analizach matematycznych i statystycznych.

PROGRAM Srednia
   INTEGER :: liczba, suma, liczba_wejsc, i
   REAL :: srednia

   suma = 0
   liczba_wejsc = 5

   DO i = 1, liczba_wejsc
      PRINT *, 'Podaj liczbe ', i, ':'
      READ *, liczba
      suma = suma + liczba
   END DO

   srednia = REAL(suma) / REAL(liczba_wejsc)

   PRINT *, 'Srednia wynosi: ', srednia
END PROGRAM Srednia

W tym przykładzie program oblicza średnią z pięciu liczb wprowadzonych przez użytkownika. Wykorzystujemy pętlę DO, aby umożliwić wielokrotne wprowadzanie liczb i ich dodawanie do sumy. Na końcu obliczamy średnią, dzieląc sumę przez liczbę wprowadzonych danych. Zmienna suma jest typu INTEGER, ale przy obliczaniu średniej konwertujemy ją na typ REAL, aby uniknąć utraty precyzji.

PROGRAM MnozenieMacierzy
   INTEGER :: A(3,3), B(3,3), C(3,3), i, j, k

   ! Wczytanie danych dla macierzy A
   PRINT *, 'Podaj elementy macierzy A (3x3):'
   DO i = 1, 3
      DO j = 1, 3
         READ *, A(i,j)
      END DO
   END DO

   ! Wczytanie danych dla macierzy B
   PRINT *, 'Podaj elementy macierzy B (3x3):'
   DO i = 1, 3
      DO j = 1, 3
         READ *, B(i,j)
      END DO
   END DO

   ! Mnożenie macierzy
   DO i = 1, 3
      DO j = 1, 3
         C(i,j) = 0
         DO k = 1, 3
            C(i,j) = C(i,j) + A(i,k) * B(k,j)
         END DO
      END DO
   END DO

   ! Wyświetlanie wyniku
   PRINT *, 'Wynik mnozenia macierzy A i B:'
   DO i = 1, 3
      PRINT *, C(i,1), C(i,2), C(i,3)
   END DO

END PROGRAM MnozenieMacierzy