Lexikalische Struktur von Fortran 95. Normierte Zeichensätze

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1 Lexikalische Struktur von Fortran 95. Normierte Zeichensätze Im Folgenden steht für ein Leerzeichen! ASCII (American Standard Code for Information Interchange. Es gibt eine DIN-Norm die dem entspricht), < 0 < 1... < 9 < A < B <... < Z < a < b... < z EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange), < a < b... < z < A < B <... < Z < 0 < Für Fortran95 gilt weniger! - nämlich (1-5) 1. A < B <... < Z 2. 0 < 1 <... < 9 3. < A <... < Z < 0 <... < 9 oder(!) < 0 <... < 9 < A <... < Z 4. a < b <... z 5. < a <... < z < 0 <... < 9 oder(!) < 0 < 1 <... < 9 < a <... < z Es ist also kein Verlass auf (An-)Ordnung zwischen Groß- und Kleinschreibung! 1

2 Der Fortran95 Zeichensatz Buchstaben: A B C D E F G H O P Q R S T U V W X Y Z Buchstaben: I J K L M N Ziffern: Unterstreichung: _ Leerzeichen (blank): Sonderzeichen: + - * / = % ( ),. ; :?! " < > $ & Das Währungssymbol $ kann variieren; z.b. ist von der Norm zugelassen, ich nehme an in Fortran 2003 auch das Euro-Zeichen. Diese Regelung vermindert die Portabilltät und erhöht die Fehleranfälligkeit! (Wird möglicherweise nicht am Bildschirm angezeigt und befindet sich nicht auf jeder Tastatur!) Beispiel: Groß- und Kleinschreibung. Die folgenden Namen sind äquivalent, sie werden von einem Fortran-System nicht unterschieden. DETERMINANTE == Determinante == determinante CHARACTER == Character == character Mittellinie == MittelLinie == MITTELlinie Hingegen sind die folgenden Zeichenketten(=Texte!) nicht äquivalent. "FORTRAN" /= "Fortran" /= "fortran" "Mittellinie" /= "MittelLinie" /= "MITTELlinie" "Funktionsaufrufe"/="FunktionsAufrufe" /="FunktionSaufrufe" Das ist klar, denn PRINT*,"FORTRAN" druckt etwas anderes als PRINT*,"Fortran". 2

3 Die Verwendung von Groß- und Kleinbuchstaben (seit Fortran 90 offiziell) wird generell empfohlen, obwohl Sie vom Übersetzer ignoriert werden! ß, Ä/ä, Ö/ö und Ü/ü sind nicht im Fortran 90- Zeichensatz enthalten und dürfen daher an den meisten Stellen in Programmen nicht verwendet werden. Sie sind z. B. durch ss, Ae/ae, Oe/oe und Ue/ue zu ersetzen. Die Norm erlaubt die Zeichen ß, Ä/ä, Ö/ö und Ü/ü - so wie andere, nicht im Zeichensatz enthaltene Sonderzeichen - nur in Kommentaren, in Zeichenketten, als Daten bei der Ein- und Ausgabe sowie in Zeichenketten-Formatbeschreibern. Da das Vorhandensein der Umlaute und des ß systemabhängig ist, also nicht auf allen Rechnersystemen (und Tastaturen!) vorausgesetzt werden kann, mindert ihre Verwendung die Portabilität der Programme und ist daher nicht zu empfehlen! Vorsicht mit Texteditoren und/oder beim Versenden von Dateien. Ein Programm könnte aus einer heraus gespeichert so aussehen: PROGRAM Hausaufgabe^M REAL :: a^m PRINT*,"Los gehts - Eingabe:"^M READ*,a^M PRINT*,LOG(a)^M END PROGRAM Hausaufgabe^M Es gibt Editoren (insbesondere unter Windows), die die zusätzlichen (DOS) Zeilenenden ^M nicht anzeigen! Der Compiler findet in jeder Zeile einen Fehler! Lösung des Problems z.b mit dem vi-kommando :%s/^m// d.h. ersetze in allen Zeilen ^M durch nichts. 3

4 Andererseits stellen manche Windows-Editoren einen unter UNIX erstellten Text als Textwurm dar, weil sie neben dem Zeichen Zeilenende (linefeed) noch das Carriage Return (^M) erwarten. Lösung des Problems: Man lade sich einen Editor herunter, der so etwas erkennt. Beispiel. READ PRINT Lexikalische Elemente für Eingabe-Anweisung für Ausgabe-Anweisung. Leerzeichen dürfen nicht innerhalb von lexikalischen Elementen vorkommen. Ausnahmen bilden einige Schlüsselwörter; z.b. kann das Schlüsselwort ELSEIF auch ELSE IF geschrieben werden. Aber: Im alten Fixed-Format Stil von Fortran (77 und älter) sind Leerzeichen erlaubt. C ENDE DES PROGRAMMS C GESCHRIEBEN 1966 E N D Die Verwendung von Großbuchstaben für Schlüsselwörter und von Kleinbuchstaben für alle anderen Symbole in Programmen wird generell empfohlen (oder umgekehrt). PROGRAM beispiel REAL :: a, b a=.01; b=.02 summe = 0.5*(SIN (a) + SIN (b)) PRINT*, Ergebnis=,summe END PROGRAM beispiel! in Bogenmass 4

5 Namen - vom Programmierer festgelegt 1. Ein Name darf nur aus Buchstaben, Ziffern und Unterstreichungen bestehen. 2. Das erste Zeichen eines Namens muß ein Buchstabe sein. 3. Ein Name darf höchstens 31 Zeichen enthalten. Beispiele. Namen erlaubt: curvature gradient determinante diskriminante kruemmung grad_polynom abweichung_norm mittel_geometrisch Namen NICHT erlaubt: Mittelpunkt_einer_Kurve_zweiter_ordnung (zu lang) quantil_0.05 (Punkt ist nicht erlaubt) 3abc (erstes Zeichen ist kein Buchstabe) wurzel_aus-1 (Minus ist nicht erlaubt) Namen dürfen, da es in Fortran keine reservierten Wörter gibt, mit Schlüsselwörtern identisch sein. Beispiele: Schlüsselwörter als Namen. PROGRAM cool! cool darf nicht als Variable verwendet werden program=1.! erlaubt END=3.! auch erlaubt END=END+program! auch erlaubt END ist jetzt ungefaehr 4.! cool=4. ist VERBOTEN ist kein Schluesselwort! sondern der (Haupt-)Programm NAME! dieser darf nicht geaendert werden PRINT*, PROGRAM=,program print*, end=,end PRINT*, kein schoenes Programm END 5

6 mehr lexikalische Elemente Trennzeichen (delimiter) fassen... ein. (...) /.../ (/.../) Operatoren numerische Operatoren: + * / ** Vergleichsoperatoren: > >= < <= == /= oder.gt..ge..lt..le..eq..ne. logische Operatoren:.NOT..AND..OR..EQV..NEQV. Zeichenverkettungsoperator: // Zuweisungsoperator: = Anweisung (statement) Beispiel: [Anweisungen] y = SIN (x) c_quadrat = a**2 + b**2! maximal bis Spalte 132 wurzel_aus_x = SQRT (x) pi = 4.*ATAN (1.) flaeche = x_1*(y_2-y_3) y=x/4/c*3! 3x! y= -- / bedeuted geteilt und nicht Bruchstric! 4c Beispiel: [Mehrere Anweisungen pro Zeile] a = 0; b = 1; c =0 Beispiel: [Kommentarformen] y = SIN (x)! Das ist ein angefuegter Kommentar...!... und das ist eine eigene Kommentarzeile. Beispiel: [Zeichenkette] TEXT="Achtung.! Das ist KEIN Kommentar." 6

7 Beispiel: [Zeilenfortsetzung] wurzel_aus_x = & SQRT (x) L2 Fortran 95 - Lexikalische Struktur wurzel_aus_x = &! Hier ist ein Kommentar zulaessig & SQRT (x) Falls eine Zeile innerhalb eines lexikalischen Elements endet und fortgesetzt wird, muß die Fortsetzungszeile mit einem & beginnen, das unmittelbar (d.h. ohne eingefügte Leerzeichen) vom Rest des lexikalischen Elements gefolgt wird. Derartige Zeilen fortsetzungen sollten unbedingt vermieden werden. Beispiel:[schlechte Zeilenfortsetzung] wurzel_aus_x = SQ& &RT (x)! haesslich Zeichenketten können ebenfalls fortgesetzt werden; einer fortzusetzenden Zeile darf dann jedoch kein Kommentar angefügt werden, und die Fortsetzungszeile muß mit einem & beginnen. Beispiel: [Zeilenfortsetzung bei Zeichenketten] TEXT="Zeichen& &kette"! Hier ist wieder ein Kommentar zul"assig Anweisungsmarken bestehen in Fortran 90 aus ein bis fünf Ziffern!, wobei mindestens eine Ziffer von Null verschieden sein muß. Jeder Marke muß genau eine Programmzeile entsprechen. Beispiel:[ Anweisungsmarke] 100 y = SIN (x) 7

8 -Zusammenfassung free format text.f90 Schreibweisen Spalte(n) Zeichen Bedeutung 1! kennzeichnet eine Kommentarzeile 1-132! leitet Kommentar ein Fortran-Zeichensatz Fortran-Anweisung ; trennt zwei Anweisungen & kennzeichnet Fortsetzung nur Leerzeichen Kommentarzeile outmoded fixed format text.f Spalte(n) Zeichen Bedeutung 1 C oder oder! Kommentarzeile 1-5, 7-72! leitet Kommentar ein 1-5 Ziffer(n) Anweisungsnummer 6 ungleich 0 oder Leerzeichen Fortsetzungszeile 7-72 Fortran-Zeichensatz Fortran-Anweisung 7-72 ; trennt zwei Anweisungen 1-72 nur Leerzeichen Kommentarzeile Alte FORTRAN 66 Programm-Quellen sind fixed format. Leerzeilen und die Bedeutung der Zeichen! und ; gab es noch nicht. 8

9 -Zusammenfassung 2. Hausaufgabe Die Altimeterformel (Flughöhe z) zum Kalibrieren von Flugzeugaltimetern soll in Fortran 95 programmiert werden. Sie lautet: z = T 0 Γ [ 1 ( ) ] RΓ p g p 0 mit T 0 = 288 K, Γ = 6.50 K km 1, p 0 = hpa, g = 9.81 ms 2, R = 287 J K 1 kg 1. Der Druck in hpa soll eingegeben werden, und die Flughöhe ausgegeben werden. Bitte Ergebnis von 500 hpa angeben (alle Stellen). Hausaufgaben schicken an: W.Ulrich@meteo.physik.uni-muenchen.de 9