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 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
определяется размер массива;
оператором ALLOCATE выделяется память под массив;
после выполнения вычислений выделенная память освобождается. Это
выполняется оператором DEALLOCATE;
после этого массиву вновь может быть выделена свежая область памяти.
При размещении массива параметр STAT= позволяет узнать, удалось ли
разместить массив.
Этот параметр может быть опущен, но тогда любая неудача при выделении
памяти приведет к ошибке этапа исполнения и остановке
программы. Параметр указывается в операторе ALLOCATE последним. При
удачном выделении памяти целочисленная статусная переменная
ierr возвращает нуль, в противном случае возвращается код ошибки
размещения. Причиной ошибки может быть, например,
недостаток памяти или “попытка разместить ранее размещенный и не
освобожденный оператором DEALLOCATE объект.
Аналогичную роль играет необязательный параметр STAT= и в операторе
DEALLOCATE.
Сечение массива
В Фортране можно получить доступ не только к отдельному элементу
массива, но и к некоторому подмножеству его элементов.
Такое подмножество элементов массива называется сечением массива.
Сечение массива может быть получено в результате применения
индексного триплета или векторного индекса, которые при задании сечения
подставляются вместо одного из индексов массива.
Индексный триплет имеет вид: [нижняя граница] : [верхняя граница] [.шаг]
Каждый из параметров триплета является целочисленным выражением. Шаг
изменения индексов может быть и положительным и
отрицательным, но не может равняться нулю. Все параметры триплета
являются необязательными.
Индексный триплет задает последовательность индексов, в которой первый
элемент равен его нижней границе,
а каждый последующий больше (меньше) предыдущего на величину шага. В
последовательности находятся все
задаваемые таким правилом значения индекса, лежащие между границами
триплета. Если же нижняя граница больше
верхней и шаг положителен или нижняя граница меньше верхней и шаг
отрицателен, то последовательность является пустой.
Пример.
real a(1:10);,
а(3:7:2) = 3.0 ! Триплет задает сечение массива с элементами
! а(3), а(5), а(7), которые получат
значение 3.0
а(7:3:-2) = 3.0 ! Элементы а(7), а(5), а(3) получат значение
3.0
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
