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--- fortran:tips [2013/12/22 18:28]
saito created
+++ fortran:tips [2017/10/03 12:55] (現在)
@@ ライン 1: / ライン 1: @@
 ====== tips ======
+  * intelのコンパイラは[[fortran:ifort]]参照のこと．
+  * [[http://www.owlnet.rice.edu/~ceng303/manuals/fortran/]] が役に立ちそう．
+  *
+===== よくある間違い =====
+コーディングにおいてよくある間違いをまとめる．
+==== べき乗の順序 ====
+<nowiki>計算の優先順位は
++- < */ < **
+である．</nowiki>
+<code fortran>
+print*,-1**0
+</code>
+<nowiki>
+これは-(1**0)と解釈されるので，出力結果は−1．
+-1に対してべき乗する場合は，(-1)**0．
+</nowiki>
+==== 論理演算の順序 ====
+<nowiki>
+論理演算子の優先順位は
+.eqv., .neqv. < .or. < .and. < .not.
+である．
+</nowiki>
+<code fortran>
+logical :: a=.false.
+num :: i=1
+if(a.eqv..false..or.i==1) then
+print*,'if'
+else
+print*,'else'
+end if
+</code><nowiki>
+これは，a.eqv.(.false..or.i==1) と解釈される．
+(.false..or.i==1) はtrueなので，上のコードはelseを吐き出す．
+前後の条件をorでつなぐ場合は，
+if((a.eqv..false.).or.(i==1)) としてカッコで順序を明示する．
+</nowiki>
+ちなみに
+  * (.ture..or..false.)は.true.（どちらかが真なのでtrue)
+  * (.ture..and..false.)は.false.（どちらも真でないのでfalse)
+になる．
+===== allocated =====
+すでにallocateしたかどうかわからない時は，allocatedで確かめてからallocateする．
+https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.0/gfortran/ALLOCATED.html
+<code fortran>
+  if (allocated(x).eqv..false.) allocate(x(n))
+</code>
+===== construct name =====
+入れ子のループで，cycleやexitを使って外側に飛びたいときは，do ループにラベルをつける．
+これで文番号を付けずに好きなところへ飛べる．
+  - do の前にラベルとコロンをつける．
+  - cycleやexitの後にラベルをつける．
+  - end do の後ろにラベルをつける．
+例
+<code fortran>
+outer : do i=1,n
+  do j=1,n
+    if(...) cycle outer
+  end do
+end do outer
+</code>
+===== 読み込み専用，書き込み専用で開く =====
+読み込み専用で開く場合．
+<code fortran>
+open(10,file='input.dat',action='read')
+</code>
+その他，action='write', action='readwrite'もある．
+===== コンパイラオプション =====
+  * プログラム作成段階においては，配列外参照，暗黙の型宣言，浮動小数点演算例外の検出はつけてコンパイルした方が良い．
+  * プログラムが完成して，エラーがない場合には以下のコンパイルオプションはない方が良い．ない方が早く計算できる．
+^  compiler  ^  gfortran  ^  ifort  ^
+|エラーの検出FIXME|-Wall|-check all|
+|配列外参照|-fbounds-check|-CB|
+|暗黙の型宣言|-fimplicit-none|-warn declarations|
+|浮動小数点演算例外の検出|-ffpe-trap=zero|-fpe0|
+|標準外機能の警告|-std=f95|-std|
+例えば以下のようにする．
+<code bash>
+gfortran filename.f90 -O2 -stand f03 -assume realloc_lhs -check all -traceback -warn all -fstack-protector -assume protect_parens -implicitnone
+</code>
+===== 連番のファイル名をつける。 =====
+ファイル名をcharacter変数に代入して使う。ファイル名の変更にはwrite文を使う。
+逐次計算に使える。
+<code fortran>
+character(len=12) filename
+...
+do i=1,100
+  ...
+  write(filename,'(a,i4.4,a)') 'hoge',i,'.dat'
+  open(10,file=filename)
+  ...
+    write(10,*) ...
+  ...
+  close(10)
+end do
+</code>
+処理は[[movie]]参照のこと．
+===== makefileでコンパイル その２=====
+以下の記事は古い．[[fortran:makefile|別のページ]]を参照せよ．
+moduleファイルを含む場合，依存関係をはっきりさせる必要がある．
+依存関係を変えるたびにmakeファイルを書き変えるのは面倒なので，依存関係を見てくれる
+ f90_mod_deps.py を使う．
+http://lagrange.mechse.illinois.edu/mwest/f90_mod_deps/
+コンパイル不要のpardisoやompのモジュールを読み込んだり，同一ファイル内に複数のモジュールが存在し循環参照が起きる場合は，f90_mod_deps.py のwrite_depsに以下のように修正．
+<code python>
+def write_deps(outf, filename, deps, mods):
+    filebase, fileext = os.path.splitext(filename)
+#>>>
+    loadmod="MKL_PARDISO.mod"
+    if loadmod in deps:
+        deps.remove(loadmod)
+    loadmod="omp_lib.mod"
+    if loadmod in deps:
+        deps.remove(loadmod)
+#<<<
+    outf.write("%s.o: %s\n" % (filebase, " ".join(deps)))
+    for mod in mods:
+#>>>
+        if mod in deps:
+            deps.remove(mod)
+#<<<
+	outf.write("%s: %s\n"
+		   % (mod, " ".join(deps)))
+</code>
+以下，Makefile のサンプル．
+<code bash>
+TARGET = a.out
+DEPS=hoge.deps
+OBJECTS = piyo.o foo.o bar.o main.o
+F90 = gfortran
+FFLAGS=-Wall -ffpe-trap=invalid,zero,overflow,underflow -fbounds-check -fimplicit-none -fbacktrace -fopenmp
+#FFLAGS=-O3 -fopenmp
+#F90 = ifort
+#FFLAGS=-check all -warn all -std -gen_interfaces -fpe0 -ftrapuv -traceback
+#FFLAGS = -mkl -O3
+SOURCES=$(OBJECTS:.o=.f90)
+.SUFFIXES :
+.SUFFIXES : .o .f90 .f
+.f.o:
+	${F90} -c $< ${FFLAGS}
+.f90.o:
+	${F90} -c $< ${FFLAGS}
+.PHONY:all
+all: ${DEPS} ${TARGET}
+${DEPS}: ${SOURCES}
+	python f90_mod_deps.py --output $@ $^
+${TARGET} : ${OBJECTS}
+	${F90} -o $@ $^ ${FFLAGS}
+-include ${DEPS}
+%.o %.mod: %.f90
+	${F90} -c $< ${FFLAGS}
+	touch $(patsubst %.f90,%.mod,$<)
+clean :
+	rm ${TARGET} *.mod *.f90~ ${OBJECTS}
+</code>
+===== makefileでコンパイル =====
+複数のファイル（サブルーチンetc.）で構成されるプログラムを動かすのに便利．
+以下の文を「makefile」という名前で作り，コンパイルしたいファイルと同じディレクトリに置く．
+（以下，main.f90, modules.f90[モジュールファイル], sub1.f90, sub2.f90をコンパイルする場合）
+<code>
+TARGET = a.out
+OBJECTS = modules.o main.o sub1.o sub2.o
+F90 = ifort
+FLAGS = -check all -warn declarations -CB -fpe0 -traceback
+COMMON_MOD = modules.f90
+.SUFFIXES :
+.SUFFIXES : .o .f90
+.f90.o:
+	${F90}	-c $< ${FFLAGS}
+${TARGET} : ${OBJECTS}
+	${F90}	-o $@ ${OBJECTS}
+clean :
+	rm  *.o ${TARGET} *.mod
+${OBJECTS} : ${COMMON_MOD}
+</code>
+あとは,makeコマンドを打てばコンパイル完了．そして実行（上の例では./a.outを打てば良い）．
+<code>
+$ make
+$./a.out
+</code>
+また，以下の様にmake cleanで実行ファイル(a.out)及びオブジェクトファイル(*.o)を消去できる．
+<code>
+$ make clean
+</code>
+以下，makefileの変数について簡単に説明する．
+<code>
+TARGET = 実行ファイル名
+OBJECTS = モジュールファイル プログラムファイル (すべて拡張子は.oとする．)
+F90 = コンパイラコマンド (gfortranを使うなら「gfortran」)
+FLAGS = コンパイラオプション
+COMMON_MOD = モジュールファイル (拡張子は.f90)
+</code>
+===== 何行あるか分からないときのデータファイルの読み込み =====
+データファイルの中に何行あるか分からないときにはiostatかendを使う．
+iostatの方がスマートなやり方かも．
+==== やり方その１ ====
+read文にiostatのオプションを付ける．
+iostatが正の数を返す場合はエラー，負の値を返す場合は行の終わりを意味するらしい．
+<code fortran>
+program hoge
+  implicit none
+  real a,b
+  integer i,inputstatus
+  do i=1,10
+     read(*,*,iostat=inputstatus) a,b
+     if(inputstatus>0) stop "error"
+     if(inputstatus<0) exit
+     write(*,*) a,b,a**2-b
+  end do
+end program hoge
+</code>
+==== やり方その２ ====
+endを使う．
+以下サンプル．プログラムの中では10回ループを回すが，読み込むのは5行分だけ．
+<code bash>
+gfortran hoge.f90
+./a.out < hoge.dat
+</code>
+hoge.f90
+<code fortran>
+program hoge
+  do i=1,10
+     read(*,*,end=999) a,b
+     write(*,*) a**2-b
+  end do
+continue
+end program hoge
+</code>
+hoge.dat
+<code>
+. 1.
+. 4.
+. 9.
+. 16.
+. 25.
+</code>
+===== NaNの検出 =====
+浮動小数点演算例外を検出するコンパイラオプションがあるので、それを使用する。
+===== Makefile =====
+保存するためのmakefile
+<code bash>
+DATE=  `date +%y%m%d%H%M`
+TAR = backup/backup${DATE}.tgz
+backup :
+     tar czvf ${TAR} Makefile *.f90
+</code>
+===== implicit none =====
+宣言文で宣言した変数以外を利用しないようにする。
+長いプログラムを書く場合はミスを避けるためにも使用するべき。
+自由形式の場合はuse文の後に使用。
+<code fortran>
+program hoge
+  use hoge_lib
+  implicit none
+  real(8) a,b,c,
+  ...
+</code>
+===== 装置番号 =====
+write(?,*)やread(?,*)の?に入る番号。
+通常、５が標準入力（キーボード）、6が標準出力（ディスプレイ上の端末）に使用されるので、
+と6を使ってopenするのは避けるべき。
+slatecのI1MACHを使えば、標準入力、標準出力の番号が調べられる。
+装置番号にはcharacterも入る。
+===== 連番のファイル名をつける。 =====
+ファイル名をcharacter変数に代入して使う。ファイル名の変更にはwrite文を使う。
+逐次計算に使える。
+<code fortran>
+character(len=12) filename
+...
+do i=1,100
+  write(filename,'(a,i4.4,a)') 'hoge',i,'.dat'
+  open(10,file=filename)
+  ...
+    write(10,*) ...
+  ...
+  close(10)
+end do
+</code>
+===== 簡単なシェルスクリプト =====
+連続してプログラムを実行したいとき、shファイルが便利。
+端末で入力する内容をあらかじめファイルに書いておき、それを実行すれば、上から順に実行してくれる。
+windowsで言うバッチファイル。
+<code bash>
+gfortran hoge.f90
+cd case10
+../a.out
+cd ../case20
+../a.out
+cd ../case30
+../a.out
+</code>
+<code>
+$ sh hoge.sh
+</code>

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