Fortranチートシート

　自分は普段Fortranを主に使っているのですが、チートシートらしいチートシートを作ってこなかったために毎回過去のコードを解読してコードの流れを思い出したり、GPT先輩に組み込み関数の仕組みを聞いたりしています。しかし、Fortanユーザーとして、これは褒められたものではありません。Fortranという最古の高級言語を使う以上、気品あるプログラマーとして、自分で作ったチートシートを参照するべきではないでしょうか。だって、Fortranは紳士のプログラミング言語だからね！
　というわけで、以下がそのチートシートになります。（随時編集するつもりです。）

入出力

ファイルから入力

program main
    implicit none
    integer::io,filesize,i
    real(8),allocatable::data_in(:)

    !=============file読み込み================

        open(10,file='../datafile/input.dat',status='old',action='read')
    
        !ファイルサイズを取得する
        filesize=0
        read(10,'(A)')
        do
            read(10,'(A)',iostat=io)        
            if(is_iostat_end(io)) then
                exit
            end if
            filesize=filesize+1
        end do

        !filesizeを取得したら、data_inにallocateして、読み込みを開始する。
        allocate(data_in(filesize))
        rewind(10)
        read(10,'(A)')
        do i = 1,filesize
            read(10,*) data_in(i)
        end do
        
        close(10)

    !========================================
    
end program

とにかくめんどくさい。まず一回、ファイルの終わりに到達したかどうかチェックしながらdoループを回すことで、filesizeを取得する。そしたら、データの入れ先の配列をfilesizeにallocateして、もう一度doループを回しながらデータを読み込んでいく。めんどくさい！

module関係

基本構文

module_basics.f90

module test_module
   implicit none
   integer,parameter::n
   real(8) :: x
   
   contains
   subroutine hoge()
       implicit none
       write(*,*) 'hello world'
   end subroutine
   
end module test_module

program main
   use test_module
   implicit none 

   write(*,*) i !>>3
   x=1
   write(*,*) x !>>1

   call hoge() !>>hello world
   
end program

moduleで出来ることは、変数の宣言と、subroutineや関数の定義。main program内でuse test_moduleすると、それら変数・subroutine等が使える様になる。以下のようなプログラムはNG。

not_good.f90

module hoge
    implicit none
    write(*,*) 'hello world'
end module hoge

write(*,*) 'hello world'は変数の宣言でもsubroutine系統でもないので、こんなことはできない。また、moduleのみのファイルをコンパイルすることはできず、必ず以下の様にprogram mainを下につけるか

module_only

module hoge
    implicit none
    !hogehoge
end module

program main
    implicit none
end program

コンパイルの際に

terminal

> gfortran module_only.f90 program.f90

の様に、moduleのファイルとprogramのファイルを同時にコンパイルする必要がある。

また、moduleを含むファイルを走らせると、.modファイルが生成される。同一ディレクトリにある.modファイルは、program内部でuse moduleすることができる。すなわち、

-file
|-module.mod
|-main.f90

の様になっていれば、main.f90の内部でmoduleを定義することなく、

main.f90

program main
    use module
    implicit none
end program

の様にすることができる。大規模プロジェクトとかなら、個別にmoduleファイルを書いて、最後にprogramでまとめてコンパイル、なんてことができたりもする。ただまあ、ファイルを分けると非常にみづらいので、

main.f90

module module1
end module1

module module2
end module2
.
.
.

program
end program main

としてしまうのが楽な気がする。よっぽど普遍的な関数とかでもなければ。

変数のスコープについて

moduleで定義した変数のスコープはsubroutineを貫通する。すなわち、

scope1

module hoge
    implicit none
    integer :: n
end module hoge

program main
    use hoge
    implicit none
    stop
    contains
    subroutine hogehoge()
        implicit none

        n=n+1 !<<<このnはmodule hogeで定義したn!
        
    end subroutine
end program

scope2

module hoge
    implicit none
    integer :: n
end module hoge

module hogehoge
    use hoge
    implicit none

    contains
    subroutine foo
        implicit none

        n=n+1 !<<<このnもmodule hogeで定義したn!
        
    end subroutine
    
end module hogehoge

すなわち、use module hogeしたなら、そこがprogramであれmoduleであれcontainされるsubroutineにおいてhogeの変数はグローバルとなる。

※program で変数nを定義しても、同program内でcontainされるsubroutineにnは貫通しないのとは対称的。