Fortran

2025年6月3日 2025年6月3日

KoAN

Fortranとは

Fortran（Formula Translation）は、1957年にIBMによって開発された、数値計算や科学技術計算に特化したプログラミング言語です。高い計算効率を持ち、物理学、気象学、工学、計算科学などの分野で広く使用されています。

Fortranの特徴

Fortranは、以下のような特徴を持つプログラミング言語です。

科学技術計算に特化: 数値解析、シミュレーション、線形代数計算に優れている。
高い計算性能: ハードウェアに最適化されやすく、C言語と並ぶ高速処理が可能。
手続き型プログラミング: 古くからの手続き型言語として、関数やサブルーチンを利用。
大規模データ処理に適している: 行列演算やベクトル処理を効率的に扱える。
進化し続けている: Fortran 90、95、2003、2008、2018と、長年にわたって改良が続けられている。

Fortranの基本構造

以下に、Fortranプログラムの基本構造を示します。

基本的なFortranプログラムの例

PROGRAM HelloWorld
    PRINT *, "Hello, World!"
END PROGRAM HelloWorld

Fortranの基本構文

1. 変数とデータ型

Fortranでは、変数の型を明示的に指定する必要があります。

データ型の例

データ型	意味	例
INTEGER	整数型	INTEGER :: x = 10
REAL	浮動小数点数型（単精度）	REAL :: pi = 3.1415
DOUBLE PRECISION	倍精度浮動小数点数型	DOUBLE PRECISION :: large = 123.456
CHARACTER	文字列型	CHARACTER(LEN=10) :: name = "Taro"
LOGICAL	真偽値型	LOGICAL :: isActive = .TRUE.

2. 条件分岐（IF文）

FortranのIF文を使用すると、条件によって異なる処理を実行できます。

PROGRAM CheckNumber
    INTEGER :: num
    PRINT *, "Enter a number:"
    READ *, num

    IF (num > 0) THEN
        PRINT *, "Positive number"
    ELSE IF (num == 0) THEN
        PRINT *, "Zero"
    ELSE
        PRINT *, "Negative number"
    END IF
END PROGRAM CheckNumber

3. 繰り返し処理（DOループ）

Fortranでは、DOループを使用して繰り返し処理を行うことができます。

DO ループの例

PROGRAM LoopExample
    INTEGER :: i
    DO i = 1, 5
        PRINT *, "i =", i
    END DO
END PROGRAM LoopExample

WHILE ループの例

PROGRAM WhileExample
    INTEGER :: i
    i = 0
    DO WHILE (i < 5)
        PRINT *, "i =", i
        i = i + 1
    END DO
END PROGRAM WhileExample

4. 関数とサブルーチン

Fortranでは、関数（FUNCTION）やサブルーチン（SUBROUTINE）を利用してコードの再利用を行えます。

関数の例

PROGRAM FunctionExample
    REAL :: a, b, result
    PRINT *, "Enter two numbers:"
    READ *, a, b
    result = AddNumbers(a, b)
    PRINT *, "Sum:", result
END PROGRAM FunctionExample

FUNCTION AddNumbers(x, y)
    REAL :: x, y, AddNumbers
    AddNumbers = x + y
END FUNCTION AddNumbers

サブルーチンの例

PROGRAM SubroutineExample
    REAL :: a, b, result
    PRINT *, "Enter two numbers:"
    READ *, a, b
    CALL AddNumbers(a, b, result)
    PRINT *, "Sum:", result
END PROGRAM SubroutineExample

SUBROUTINE AddNumbers(x, y, sum)
    REAL, INTENT(IN) :: x, y
    REAL, INTENT(OUT) :: sum
    sum = x + y
END SUBROUTINE AddNumbers