次のプログラムを作成する。
実数値を10個読み込んで平均値を計算し、各実数値の平均からのずれを求めて出力する。
この例題では、10個のデータを読み込んで平均を求めてから、元のデータについてそれぞれ平均からのずれ(差)を求めなければなりません。そのため、データを読み込みながら平均と差を計算することはできないので、あらかじめ10個のデータを読み込んで変数に格納しておかなければなりません。また10個のデータにそれぞれ10個の変数名を付けたのではプログラムが長くなってしまいます。このようなデータを扱うには配列を使用すると便利です。
例題６のフローチャートとプログラムの例を示します。
概要 |
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例題６のプログラム例について説明します。
４行目 real a(20), s(20)
は型宣言文で、寸法が １から 20 の実数型の配列 a と s を定義しています。
５行目 n=10
データ数の10を変数 n に入れておきます。変数 n を使用しないでプログラム中に直接 10 と記述しても構いませんが、データ数が異なる場合にも応用できるように変数にしておく方がよいでしょう。
データを読み込む部分は
６行目 write(*,*) ' 実数を10個入力する' ７行目 read(*,*) (a(i),i=1,n)
です。read文では、配列 a の1番目から n 番目の要素（ a(1)からa(n) ）にデータを読み込みます。 (a(i), i=1,n ) をdo形並びといいます。
次に、平均を求めるためにまず合計を計算します。
９行目 asum=0.0 １０行目 do 1010 i=1, n １１行目 asum=asum+a(i) １２行目 1010 continue
９行目から１２行目が合計を求める部分です。合計は、a(1)+a(2)+a(3)+・・・+a(n) ですが、n の値が大きくなると、この式では記述しきれなくなります。そこで次のように考えます。
asum=0.0 asumの初期値をゼロとしておく
asum=asum+a(1) i=1の時 asum=0.0+a(1) 右辺のasumの値はゼロ
asum=asum+a(2) i=2の時 asum=a(1)+a(2) 右辺のasumの値はa(1)
asum=asum+a(3) i=3の時 asum=a(1)+a(2)+a(3) 右辺のasumの値はa(1)+a(2)
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asum=asum+a(n) i=nの時 asum=a(1)+・・・+a(n) 右辺のasumの値はa(1)+・・・+a(n-1)
これを do文を使用して９行目から１２行目までのように記述します。doは、do文の次の文から、do文で指定された文番号を持つ文（端末文）までの範囲を do変数（ここでは i）の指示にしたがって繰り返します。
１０行目のdo文では、繰り返しの範囲を示す文（端末文）の文番号（ここでは 1010）と、do変数 i に doの制御（ここでは１から順に n まで繰り返すこと）を記述しています。この例では、doの端末文（行番号1010を持つ文）は１２行目の 1010 continueですから、１１行目の文 asum=asum+a(i)を do変数 i について１から n まで繰り返すことになります。
平均との差を求めて出力する部分は１３行目から１４行目です。
１３行目 av=asum/real(n) １４行目 write(*,601) ' 平均 ', av
１３行目では、合計 asum の値を、個数 n を実数型の値に変換してから割り算します。整数値を実数値に変換するにはreal関数を用います。real関数はFortranが用意している関数（組込み関数）です。１４行目のwrite文で、平均値 av を出力します。
平均との差を求めて出力する部分は１６行目から２０行目です。
１６行目 write(*,602) '実数値','平均との差' １７行目 do 1020 i=1,n １８行目 s(i)=a(i)-av １９行目 write(*,603) a(i),s(i) ２０行目 1020 continue
１６行目のwrite文で、あらかじめ文字列 「実数値」と「平均との差」を出力しています。１７行目のdo文で、２０行目の文番号1020のcontinue文までを do変数 i について１から n まで繰り返します。
１８行目ではi番目のデータa(i)と平均 av との差を計算し、差 s(i) に代入しています。この例では計算しながら出力していますので差 s を配列にする必要はないのですが、この後、差を用いた処理を行う場合には、配列に格納しておかねばなりません。
１９行目では、データ（配列要素a(i)）と差（配列要素s(i)）を出力しています。
この例題では、write文に書式仕様を用いています。書式仕様に関連する部分を抜き出したのが次の行です。
１４行目 write(*,601) ' 平均 ', av
:
１６行目 write(*,602) '実数値','平均との差'
１７行目 do 1020 i=1,n
:
１９行目 write(*,603) a(i),s(i)
２０行目 1020 continue
:
２２行目 601 format(3x,a6,f5.1)
２３行目 602 format(3x,a6,3x,a10)
２４行目 603 format(3x,f6.1,3x,f10.1)
１４行目のwrite文は平均を出力しています。このwrite文の並びは文字列「 平均 」と変数 av です。これを文番号601 の format文の書式仕様にしたがって出力します。まず 3x により3桁分移動します。次に文字列「 平均 」を a6(6桁の右詰)で、変数 av の値を f5.1（5桁の幅を取って小数点以下1桁までを右詰）で出力します。
１６行目のwrite文の並びは文字列「実数値」と「平均との差」です。これを文番号602 の format文の書式仕様にしたがって出力します。まず 3x で、3桁分移動します。次に文字列「実数値」を a6(6桁の右詰)で、3桁分移動してから、文字列「平均との差」を a10(10桁の右詰)で出力します。
１９行目のwrite文はdo文のループの中にありますので n 回(ここでは10回)実行されます。このwrite文の並びは配列要素 a(i) と s(i) です。これを文番号603 の format文の書式仕様にしたがって出力します。まず 3x で、3桁分移動します。次に a(i) の値を f6.1（6桁の幅を取って小数点以下1桁までを右詰）で、3桁分移動してから、 s(i) の値を f10.1（10桁の幅を取って小数点以下1桁までを右詰）で出力します。
例題６の出力結果は次のようになります。
入力した実数値は「1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0」です。
平均 5.5
実数値 平均との差
1.0 -4.5
2.0 -3.5
3.0 -2.5
4.0 -1.5
5.0 -0.5
6.0 0.5
7.0 1.5
8.0 2.5
9.0 3.5
10.0 4.5
