DO-Циклы. Операторы EXIT и CYCLE

Простейшая конструкция DO

[имя:] DO

БОК

END DO (имя]

задает бесконечный цикл. Поэтому такой цикл должен содержать по край­ней мере

один оператор, например EXIT [имя], обеспечивающий выход из этого цикла.

Имя  конструкции, если оно присутствует, должно появляться в операторах DO и END DO.

Рекомендуемая форма DO-цикла с параметром:

[имя:]  DO dovar = start, stop [, inc]

БОК END DO [имя]

dovar - целая переменная, называемая переменной цикла или параметром цикла;

start, stop - целые скалярные выражения, задающие диапазон изменения dovar;

inc - целое скалярное выражение, задающее лаг изменения dovar. Значение inc не может

 быть равным нулю. Если параметр inc отсутствует, то он принимается равным единице.

Рекомендуемая форма DO WHILE-цикла:

[имя] DO WHILE(ЛB)_?

        БОК

           END DO [имя]

Если DO WHILE-цикл не содержит операторов прерывания цикла,

 БОК выполняется до тех пор, пока истинно скалярное ЛВ.

DO-цикл, DO-цикл с параметром и DO WHILE-цикл могут быть

 рваны операторами GOTO, EXIT и CYCLE, а также в результате

выполнения оператора RETURN, обеспечивающего возврат из подпрограммы.

Оператор EXIT [имя}

передает управление из DO-конструкции на первый следующий за kohi рукцией

 выполняемый оператор. Если имя опущено, то EXIT обеспечив; выход из текущего цикла,

 в противном случае EXIT обеспечивает выход цикла, имя которого присутствует в операторе EXIT.

Оператор CYCLE [имя]

передает управление на начало DO-конструкции. При этом оператор расположенные

 между CYCLE и оператором END DO конца цикла, не выполняются. Если имя опущено, то CYCLE

обеспечивает переход на начало текущего цикла, в противном случае CYCLE обеспечивает

 переход на начало цикла, имя которого присутствует в операторе CYCLE.

Условный логический оператор IF

IF(ЛВ) оператор

Если истинно ЛВ, то выполняется оператор, в противном случае управ­ление передается на

последующий оператор программы.

Конструкция IF THEN ENDIF

[имя-.]IF(ЛВ) THEN

БОК

END IF [имя]

БОК выполняется, если истинно ЛВ. Если присутствует имя конструк­ции, то оно должно

 быть и в первом и в последнем операторе конструкции, например:

swap: if(x < у) then

hold = х;   х = у;   у = hold

end if swap

Замечание. Если БОК содержит один оператор, то лучше использовать

оператор

IF(ЛВ) оператор

Конструкция IF THEN ELSE ENDIF

[имя:] IF(ЛВ) THEN

БОК1

ELSE [имя]

БОК1

END IF [имя]

В случае истинности ЛВ выполняется БОК1 и выполняется БОК2, если ЛВ ложно.

Имя конструкции, если оно задано, должно обязательно присут­ствовать и перед IF,

и после END IF.

Конструкция IF THEN ELSE IF

[имя:] IF(ЛВ) THEN

БОК1

ELSE IF(ЛВ2) THEN [имя]

 БОК2

…

[ELSE [имя]

БОКn

END IF [имя]

В случае истинности ЛВ1 выполняется БОК1 и управление передается на

 следующий за END IF оператор. Если ЛВ1 ложно, то управление

 пере­дается на следующий ELSE IF, то есть вычисляется значение

ЛВ2 и, если оно истинно, то выполняется БОК2. Если оно ложно, то

 управление пере­дается на следующий ELSE IF, и так далее. Если ложны все

 ЛВ, то выпол­няется следующий за завершающим ELSE БОКп.

Если завершающий ELSE отсутствует, то управление передается на расположенный

 за END IF опера­тор. Число операторов ELSE IF в конструкции может быть

произвольным. Имя в ELSE и в ELSE IF можно задавать, если это имя имеют

 операторы IF и END IF. Имя, если оно задано, во всех частях

 конструкции должно быть одинаковым.

Конструкция SELECT CASE

[имя:]  SELECT CASE (тест-выражение)

CASE(CП1) [имя]

[БОК1]

 [CASE(CП2) [имя]

[БОК2]]

…

[CASE DEFAULT [имя]

[БОКп]]

END SELECT [имя]

Тест-выражение - целочисленное, символьное типа CHARACTER(l)

 Или логическое скалярное выражение.

СП - список констант, тип которых должен соответствовать типу тест-выражения.

Конструкция SELECT CASE-работает так: вычисляется значение тест-выражения. Если

полученное значение находится в списке СП1, то выпол­няется БОК1; далее управление

 передается на следующий за END SELECT оператор. Если значение в СП1 не находится,

то проверяется, есть ли оно в СП2, и так далее. Если значение тест-выражения не найдено

 ни в одном списке и присутствует оператор CASE DEFAULT, то выполняется БОКп, а далее

выполняется расположенный за END SELECT оператор. Если же значение тест-выражения

 не найдено ни в одном списке и CASE DEFAULT отсутствует, то ни один из БОКл   не выполняется

и управление передается на следующий за END SELECT оператор.

Список констант СП может содержать одно значение, или состоять из разделенных

 запятыми констант, или быть задан как диапазон разделенных двоеточием значений,

например 5:10 или T:'N'. Левая граница должна был меньше правой. Если задается

диапазон символов, то код первого символе должен быть меньше кода второго. Если

 опущена левая граница, например :10, то в СП содержатся все значения, меньшие

 или равные правой грани­це. И наоборот, если опущена верхняя граница, например 5:,

 то в СП по­падают все значения, большие или равные нижней границе. СП можеч

 включать также и смесь отдельных значений и диапазонов. Разделителям! между отдельны

ми элементами СП являются запятые, например:

case(1, 5, 10:15, 33)

Нельзя задать в СП диапазон значений, когда тест-выражение имее^г логический тип.

 Каждое значение, даже если оно задано в диапазоне зна чений, может появляться только в одном СП.

Массив - это объект данных, который содержит конечное число скаляр­ных

данных одного типа. В отличие от простой переменной массив облада­ет атрибутом DIMENSION.

Массивы заданной формы

Границы размерностей массивов - формальных параметров могут определяться передаваемыми в процедуру

 значениями других параметров. Так, в рассмотренной в разд. 6.3.1 задаче пользовательская функция md

имеет синтаксис

result = md(d,n)

где  d - массив - формальный параметр заданной формы; an- целочисленный скаляр, используемый

для задания размера массива d.

функция вызывается 3 раза:

а = md(a, na); mb = md(b, nb); me = md(c, nc)

При каждом вызове фактическим параметром является массив той же формы, что

 и массив - формальный параметр. Передаваемые размерности пассивов имеют разные значения.

Однако форма ассоциируемых при вызове процедуры массивов факти­ческих и формальных

 параметров может различаться, что позволяет в ряде случаев упростить написание программы.

Так это происходит при создании подпрограммы обмена содержимого двух многомерных массивов:

 integer, parameter :: n = 5, m = 10, k = m*n

real a(m, n) /k*1.0/, b(m, n) /k*2.0/

call swap(a, b, m, n)

write(*, *) b

end

 subroutine swap(a, b, m, n)

integer m, n

real a(m*n), b(m*n)             ! а и b – массивы заданной формы)

real c(size(a))                        ! с - автоматический массив

с = а

a= b

end subroutine swap

В общем случае для формального параметра - массива могут вычислять­ся как нижняя,

 так и верхняя границы размерности. Общий вид размерно­сти таких массивов:

[нижняя граница] : [верхняя граница]

Нижняя и верхняя границы - целочисленные описательные выражения. Вычисленные

 границы массива фиксируются на время выполнения проце­дуры и не меняются при

изменении значения соответствующего описательного выражения.

При работе с такими массивами необходимо следить, чтобы размер мас­сива - формального

параметра не превосходил размера ассоциированного ^с ним массива - фактического параметра.

Если фактическим параметром является многомерный массив и соот­ветствующим ему формальным

 параметром является массив заданной формы с тем же числом измерений, то для правильного

 ассоциирования необ­ходимо указать размерности массива - формального параметра такими же,

 Как и у массива - фактического параметра. Исключение может составлять верхняя  граница  последней

размерности массива, которая может меньше соответствующей границы массива - фактического параметра.

Если  в качестве фактического параметра задан  элемент массива, _т формальный параметр

 ассоциируется с элементами массива-родителя начиная с данного элемента и далее по порядку.

Массивы, перенимающие форму

Такие массивы - формальные параметры перенимают форму у соответ­ствующего фактического

 параметра. В результате ранг и форма фактического и формального параметров совпадают. При описании

 формы фор­мального параметра каждая размерность имеет вид: [нижняя граница] :

где нижняя граница - это целое описательное выражение, которое може! зависеть от данных в процедуре

 или других параметров. Если нижняя гра­ница опущена, то ее значение по умолчанию равно единице.

 Например» ^ПРИ вызове

real х(0:3, 0:6, 0:8)

interface

  subroutine asub(a)

real a(:, :, :)

end

end interface

call asub(x)

Соответствующий перенимающий форму массив объявляется так:

subroutine asub(a)

real a(:, :, :)

prnt *, lbound(a, 3), ubound(a, 3)       !        1        9

Так как нижняя граница в описании массива а отсутствует, то после вызова подпрограммы в ней будет

определен массив а(4, 7, 9).  Если нужно сохранить соответствие границ, то массив а следует объявить так:

real a(0:, 0:, 0:)

В интерфейсном блоке по-прежнему массив а можно объявить:

real а(:, :, :)

Процедуры, содержащие в качестве формальных параметров перенимающие форму массивы,

 должны обладать явно заданным интерфейсом.

Сортировка

Основное назначение сортировки - обеспечить быстрый поиск данных. Помимо этого, в отсортированном

файле или массиве гораздо быстрее вы­полнять многие вычисления.

Сортировка методом пузырька

Сортировка методом пузырька наиболее проста для реализации, но име­ет по сравнению

 с другими методами наименьшую вычислительную эффек­тивность.

Не теряя общности, будем для простоты изложения в дальнейшем рас­сматривать задачу

 сортировки массива х целых чисел, в котором первые я чисел должны быть

 отсортированы так, чтобы хi <= Xj для 1 <=i <= j <= п.

Идея сортировки методом пузырька состоит в том, чтобы просмотреть мас­сив последовательно

 несколько раз. Один просмотр состоит из сравнения каж­дого элемента массива со следующим

 за ним элементом (xi сравнивается с xj+1) и обмена этих двух элементов,

 если они располагаются не в нужном порядке (если Xi >xi+1)

Быстрая сортировка

Рассмотрим массив х

25            37               12               33               48               57               92               86

В нем число 48 характеризуется тем, что, во-первых, все расположенные левее него числа меньше 48

и, во-вторых, числа, расположенные правее него больше 48. Назовем такое число разделителем массива

. Нетрудно понять, что теперь мы можем отдельно решать задачу сортировки для чисел до разделителя

 и для чисел после него. Кроме того, сам разделитель нахо­дится в нужной позиции, то есть в

 дальнейшей сортировке он уже не рас­сматривается.

Размещаемые массивы

рассмотренный массив marks является статическим - его размер не может быть изменен в процессе вычислений,

поэтому мы вынуждены задать ₆го размер с некоторым запасом (чтобы иметь возможность использовать массив

для любой студенческой группы). Это приводит к тому, что про­грамма, как правило, занимает больше памяти,

чем это требуется на самом деле. Подобного перерасхода памяти можно избежать, если применить ди­намический

 массив и каждый раз выделять под него столько памяти, Сколько нужно. Работа с динамическим массивом происходит так:

выполняется объявление размещаемого массива. В отличие от статиче­ских размещаемые массивы объявляются с атрибутом ALLOCATABLE.

Кроме того, каждое измерение размещаемого массива задается в виде

двоеточия, например: integer, allocatable, dimension(:) :: marks