۲۸
اردیبهشت

جلسه ۰۹ : اعداد در فرترن

دسته‌بندی‌ها :

جزئیات
نوع محتواآموزشی

فهرست

مقدمه

با عرض سلام و وقت بخیر خدمت کاربران سایت پی وی لرن ، در این پست از آموزش های دوره فرترن، اعداد در فرترن را آموزش خواهیم داد. به طور کلی عداد در Fortran در سه نوع داده ارائه شده اند :نوع صحیح، نوع واقعی و نوع پیچیده یا مختلط. همچنین درمورد نوع Specifier در فرترن نیز ، توضیحاتی خواهیم داد.

اعداد در فرترن

اعداد صحیح می توانند فقط مقادیر عدد صحیح را نگه دارند. مثال زیر، بزرگترین مقدار را که می تواند در یک عدد صحیح چهار بایت معمول نگه داشته شود استخراج می کند :

مثال :

program testingInt
implicit none

   integer :: largeval
   print *, huge(largeval)
   
end program testingInt

program testingInt

implicit none

integer :: largeval

print *, huge(largeval)

end program testingInt

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

2147483647

1	2147483647

لطفا توجه داشته باشید که تابع ()huge بزرگترین عددی را می دهد که می تواند توسط نوع داده اعداد صحیح خاص نگهداری شود. شما همچنین می توانید تعداد بایت ها را با استفاده از مشخص کننده نوع تعیین کنید. مثال زیر این را نشان می دهد :

مثال :

program testingInt
implicit none

   !two byte integer
   integer(kind = 2) :: shortval
   
   !four byte integer
   integer(kind = 4) :: longval
   
   !eight byte integer
   integer(kind = 8) :: verylongval
   
   !sixteen byte integer
   integer(kind = 16) :: veryverylongval
   
   !default integer 
   integer :: defval
        
   print *, huge(shortval)
   print *, huge(longval)
   print *, huge(verylongval)
   print *, huge(veryverylongval)
   print *, huge(defval)
   
end program testingInt

program testingInt

implicit none

!two byte integer

integer(kind = 2) :: shortval

!four byte integer

integer(kind = 4) :: longval

!eight byte integer

integer(kind = 8) :: verylongval

!sixteen byte integer

integer(kind = 16) :: veryverylongval

!default integer

integer :: defval

print *, huge(shortval)

print *, huge(longval)

print *, huge(verylongval)

print *, huge(veryverylongval)

print *, huge(defval)

end program testingInt

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

32767
2147483647
9223372036854775807
170141183460469231731687303715884105727
2147483647

32767

2147483647

9223372036854775807

170141183460469231731687303715884105727

2147483647

نوع واقعی

اعداد اعشاری از قبیل ۲٫۰، ۳٫۱۴۱۵، -۱۰۰٫۸۷۶ و غیره در گروه اعداد حقیقی ذخیره می شوند.
معمولا دو نوع مختلف اعداد واقعی وجود دارد: نوع پیش فرض واقعی و نوع دقت دوگانه.
با این حال، Fortran 90/95 کنترل بیشتری بر دقت انواع داده های واقعی و صحیح را از طریق مشخص کننده نوع فراهم می کند، که ما در کوتاه مدت آن را مطالعه خواهیم کرد.مثال زیر استفاده از نوع داده واقعی را نشان می دهد :

مثال :

program division   
implicit none

   ! Define real variables   
   real :: p, q, realRes 
   
   ! Define integer variables  
   integer :: i, j, intRes  
   
   ! Assigning  values   
   p = 2.0 
   q = 3.0    
   i = 2 
   j = 3  
   
   ! floating point division
   realRes = p/q  
   intRes = i/j
   
   print *, realRes
   print *, intRes
   
end program division

program division

implicit none

! Define real variables

real :: p, q, realRes

! Define integer variables

integer :: i, j, intRes

! Assigning values

p = 2.0

q = 3.0

i = 2

j = 3

! floating point division

realRes = p/q

intRes = i/j

print *, realRes

print *, intRes

end program division

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

0.666666687    
0

1 2	0.666666687 0

نوع مختلط

این نوع عدد برای ذخیره سازی اعداد پیچیده استفاده می شود. یک عدد مختلط دو بخش دارد: قسمت واقعی و قسمت خیالی.

دو واحد ذخیره سازی عددی متوالی این دو بخش را ذخیره می کنند.
به عنوان مثال، عدد مختلط (۳٫۰، -۵٫۰) برابر با ۳٫۰ – ۵٫۰i
تابع عمومی ()cmplx یک عدد مختلط را ایجاد می کند. یک نتیجه را که بخش های واقعی و خیالی آن دقیق است بدون در نظر گرفتن نوع استدلال ورودی ایجاد می کند .

مثال :

program createComplex
implicit none

   integer :: i = 10
   real :: x = 5.17
   print *, cmplx(i, x)
   
end program createComplex

program createComplex

implicit none

integer :: i = 10

real :: x = 5.17

print *, cmplx(i, x)

end program createComplex

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

(10.0000000, 5.17000008)

1	(10.0000000, 5.17000008)

برنامه زیر اعداد مختلط ریاضی را نشان می دهد:

مثال :

program ComplexArithmatic
implicit none

   complex, parameter :: i = (0, 1)   ! sqrt(-1)   
   complex :: x, y, z 
   
   x = (7, 8); 
   y = (5, -7)   
   write(*,*) i * x * y
   
   z = x + y
   print *, "z = x + y = ", z
   
   z = x - y
   print *, "z = x - y = ", z 
   
   z = x * y
   print *, "z = x * y = ", z 
   
   z = x / y
   print *, "z = x / y = ", z 
   
end program ComplexArithmatic

program ComplexArithmatic

implicit none

complex, parameter :: i = (0, 1) ! sqrt(-1)

complex :: x, y, z

x = (7, 8);

y = (5, -7)

write(*,*) i * x * y

z = x + y

print *, "z = x + y = ", z

z = x - y

print *, "z = x - y = ", z

z = x * y

print *, "z = x * y = ", z

z = x / y

print *, "z = x / y = ", z

end program ComplexArithmatic

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

(9.00000000, 91.0000000)
z = x + y = (12.0000000, 1.00000000)
z = x - y = (2.00000000, 15.0000000)
z = x * y = (91.0000000, -9.00000000)
z = x / y = (-0.283783793, 1.20270276)

(9.00000000, 91.0000000)

z = x + y = (12.0000000, 1.00000000)

z = x - y = (2.00000000, 15.0000000)

z = x * y = (91.0000000, -9.00000000)

z = x / y = (-0.283783793, 1.20270276)

محدوده، دقت و اندازه اعداد در فرترن

محدوده اعداد صحیح، دقت و اندازه اعداد با توجه به تعداد بیت های اختصاص داده شده به نوع داده خاص بستگی دارد.

جدول زیر، تعداد بیت ها و محدوده برای عدد صحیح را نشان می دهد :

تعداد بیت	حداکثر اندازه	دلیل
۶۴	۹,۲۲۳,۳۷۲,۰۳۶,۸۵۴,۷۷۴,۸۰۷	(۲**۶۳)–۱
۳۲	۲,۱۴۷,۴۸۳,۶۴۷	(۲**۳۱)–۱

جدول زیر، تعداد بیت ها، کوچکترین و بزرگترین مقدار و دقت برای اعداد واقعی را نشان می دهد.

تعداد بیت ها	بزرگترین مقدار	کوچکترین مقدار	دقت
۶۴	۰٫۸E+308	۰٫۵E–۳۰۸	۱۵-۱۸
۳۲	۱٫۷E+38	۰٫۳E–۳۸	۶-۹

مثال زیر این را نشان می دهد :

مثال :

program rangePrecision
implicit none

   real:: x, y, z
   x = 1.5e+40
   y = 3.73e+40
   z = x * y 
   print *, z
   
end program rangePrecision

program rangePrecision

implicit none

real:: x, y, z

x = 1.5e+40

y = 3.73e+40

z = x * y

print *, z

end program rangePrecision

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

x = 1.5e+40
          1
Error : Real constant overflows its kind at (1)
main.f95:5.12:

y = 3.73e+40
           1
Error : Real constant overflows its kind at (1)

x = 1.5e+40

Error : Real constant overflows its kind at (1)

main.f95:5.12:

y = 3.73e+40

Error : Real constant overflows its kind at (1)

اکنون اجازه دهید که از کوچکترین عدد استفاده کنیم :

مثال :

program rangePrecision
implicit none

   real:: x, y, z
   x = 1.5e+20
   y = 3.73e+20
   z = x * y 
   print *, z
   
   z = x/y
   print *, z
   
end program rangePrecision

program rangePrecision

implicit none

real:: x, y, z

x = 1.5e+20

y = 3.73e+20

z = x * y

print *, z

z = x/y

print *, z

end program rangePrecision

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

Infinity
0.402144760

1 2	Infinity 0.402144760

حالا اجازه دهید جریان زیر را ببینیم :

مثال :

program rangePrecision
implicit none

   real:: x, y, z
   x = 1.5e-30
   y = 3.73e-60
   z = x * y 
   print *, z
   
   z = x/y
   print *, z

end program rangePrecision

program rangePrecision

implicit none

real:: x, y, z

x = 1.5e-30

y = 3.73e-60

z = x * y

print *, z

z = x/y

print *, z

end program rangePrecision

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

y = 3.73e-60
           1
Warning : Real constant underflows its kind at (1)

Executing the program....
$demo 

0.00000000E+00
Infinity

y = 3.73e-60

Warning : Real constant underflows its kind at (1)

Executing the program....

$demo

0.00000000E+00

Infinity

نوع Specifier در فرترن

در برنامه نویسی علمی، اغلب نیاز به دانستن محدوده و دقت اطلاعات پلت فرم سخت افزار که در آن کار انجام می شود هست.
نوع تابع ()kind اجازه می دهد تا قبل از اجرای یک برنامه اطلاعات دقیق بازنویسی داده های سخت افزاری را جستجو کنید.

مثال :

program kindCheck
implicit none
   
   integer :: i 
   real :: r 
   complex :: cp 
   print *,' Integer ', kind(i) 
   print *,' Real ', kind(r) 
   print *,' Complex ', kind(cp) 
   
end program kindCheck

program kindCheck

implicit none

integer :: i

real :: r

complex :: cp

print *,' Integer ', kind(i)

print *,' Real ', kind(r)

print *,' Complex ', kind(cp)

end program kindCheck

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

Integer 4
Real 4
Complex 4

Integer 4

Real 4

Complex 4

همچنین شما می توانید انواع همه داده ها را بررسی کنید :

مثال :

program checkKind
implicit none

   integer :: i 
   real :: r 
   character :: c 
   logical :: lg 
   complex :: cp 
   
   print *,' Integer ', kind(i) 
   print *,' Real ', kind(r) 
   print *,' Complex ', kind(cp)
   print *,' Character ', kind(c) 
   print *,' Logical ', kind(lg)
   
end program checkKind

program checkKind

implicit none

integer :: i

real :: r

character :: c

logical :: lg

complex :: cp

print *,' Integer ', kind(i)

print *,' Real ', kind(r)

print *,' Complex ', kind(cp)

print *,' Character ', kind(c)

print *,' Logical ', kind(lg)

end program checkKind

هنگامی که شما برنامه فوق را اجرا و کامپایل میکنید، نتیجه زیر تولید می شود :

مثال :

Integer 4
Real 4
Complex 4
Character 1
Logical 4

Integer 4

Real 4

Complex 4

Character 1

Logical 4

کلام آخر

آموزش نوع Specifier در فرترن و اعداد به پایان رسید. امیدوارم از مطالب ذکر شده بهره کافی را برده باشید با ما همراه باشید تا در جلسه بعد نقش کارکترها در فرترن را آموزش ببینید.

به اشتراک بگذارید

دیدگاه کاربران

تعداد دیدگاه : 0

پی وی لرن – آموزش برنامه نویسی و طراحی وب سایت

دوره های آموزشی آکادمی پی وی لرن (پروژه محور و ویژه بازار کار)

جلسه ۰۹ : اعداد در فرترن

مقدمه

اعداد در فرترن

نوع واقعی

نوع مختلط

محدوده، دقت و اندازه اعداد در فرترن

تعداد بیت

حداکثر اندازه

دلیل

نوع Specifier در فرترن

کلام آخر

لیست مطالب دوره

مطالب ویژه

دسته های اصلی

برگه ها

بلاگ