Funciones, Procedimientos y Tipo de dato Complejo

Informática I
Alfonso Fidel Pons
Funciones, Subrutinas y Tipo de dato Complejo
Funciones Externas
-Este tipo de Funciones devuelve un valor a través del identificador de la Función aunque puede devolver otros
valores. Su sintaxis es:
- Tipo FUNCTION Identificador (Lista de parámetros formales)
acción1
acción2
.......
acciónn
Identificador = Expresión
.......
RETURN
END
-La llamada a una Función ha de formar parte de una sentencia siendo la sintaxis de la llamada la siguiente:
-Identificador (Lista de parámetros actuales)
EJEMPLO:
program recursividad
implicit none
!variables
integer x, factorial
write(*,*)'Ingrese un entero positivo'
read(*,*)x
write(*,*)'El factorial de ',x,' es: ',factorial(x)
end program recursividad
integer recursive function factorial(n)
if (n>1) then
factorial=n*factorial(n-1)
else
factorial=1
endif
return
end function factorial
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Subrutinas
-Las Subrutinas empiezan con la sentencia SUBROUTINE
-Puede devolver cero, uno o más valores siendo la transmisión por parámetros de cabecera. La ejecución termina
con un fin lógico o RETURN siendo la última sentencia el fin físico o END.
-Si sólo hay un RETURN se puede omitir porque END funcionar como si fuera RETURN. La sintaxis de las
Subrutinas es:
-SUBROUTINE Identificador (Lista de parámetros formales)
acción1
acción2
.......
acciónn
RETURN
.......
END
-El identificador del procedimiento ha de ser único, el primer carácter debe ser una letra.
-En la Subrutina no se asocia un valor al identificador de la misma, devuelve los datos de salida modificando sus
argumentos si son:
-Nombres de variable.
-Nombres de array.
-Subrutinas ficticias.
-El tipo de los argumentos se especifica explícita o implícitamente.
LLAMADA A SUBRUTINAS
-Una Subrutina puede ser invocada desde otra Subrutina o unidad de programa principal con la siguiente sintaxis:
-CALL Identificador (Lista de parámetros actuales).
-Los argumentos deben coincidir en orden y tipo con los argumentos ficticios de la Subrutina referenciada. La
ejecución de CALL causa que el control de la ejecución pase a la Subrutina referenciada.
-Los argumentos de CALL pueden ser:
-Expresiones.
-Arrays.
-Subrutinas.
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EJEMPLO:
Práctica 5 - Problema 7
Realizar un algoritmo que reciba como datos los coeficientes a, b y c de una ecuación cuadrática y llame a un
subalgoritmo RESOLVER para resolverla, para luego imprimir la ecuación con sus raíces correspondientes.
Si no dispongo del tipo de datos COMPLEX
program PROBLEMA7
implicit none
! Variables
real:: a, b, c, x1r, x1i, x2r, x2i
write(*,*) 'Ingrese los valores de los coeficientes de la
ecuaci',char(162),'n de segundo grado'
write(*,10)
10
FORMAT('a = ',$) !El $ es para que escriba en el mismo renglón
read(*,*) a
20
write(*,20)
FORMAT('b = ',$)
read(*,*) b
30
write(*,30)
FORMAT('c = ',$)
read(*,*) c
! Invoco la subrutina con 7 parámetros para contemplar los complejos
! Podría usar menos parámetros dado que si las raíces son complejas,
son conjugadas
! Por simplicidad x1r es la parte real de la x1 y x1i la imaginaria,
idem con x2
if (a==0) then
write(*,*) 'No es una cuadr',char(159),'tica'
else
call resolver(a, b, c, x1r, x1i, x2r, x2i)
! Para imprimir si alguna de las imaginarias es cero, las raices
son reales
if (x1i==0) then
write(*,*)
write(*,*) 'Ra',char(161),'ces reales'
!char(161)
es la 'í'
write(*,50) x1r
50
FORMAT('X1 = ', f10.4)
los cuales son decimales
write(*,60) x2r
60
FORMAT('X2 = ', f10.4)
los cuales son decimales
else
write(*,*)
!f de float 10 espacios cuatro de
!f de float 10 espacios cuatro de
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write(*,*) 'Ra',char(161),'ces complejas conjugadas'
!char(161) es la 'í'
write(*,70) x1r, x1i
70
FORMAT('X1 = ', f10.4, '+ (', f10.4,'i)')
write(*,80) x2r, x2i
80
FORMAT('X2 = ', f10.4, '+ (', f10.4,'i)')
endif
endif
end program PROBLEMA7
subroutine resolver(a, b, c, x1r, x1i, x2r, x2i)
real::a, b, c, x1r, x1i, x2r, x2i, disc
disc = b**2 – 4* a * c
if (disc==0) then
x1r=-b/(2*a)
x2r=x1r
x1i=0
x2i=x1i
endif
if (disc<0) then !raíces complejas conj
x1r=-b/(2*a)
x2r=x1r
x1i=sqrt(-disc)/(2*a)
x2i=-x1i
endif
if (disc>0) then
x1r=(-b + sqrt(disc))/(2*a)
x2r=(-b - sqrt(disc))/(2*a)
x1i=0
x2i=x1i
endif
end subroutine
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Si dispongo del tipo de datos COMPLEX
Solución simple
program PROBLEMA7_simple
implicit none
real:: a, b, c
complex::x1,x2
character::signo1, signo2
write(*,*) 'Ingrese los coeficientes'
write(*,*)'Ingrese el valor del term. cuadrático:'
read(*,*) a
write(*,*)'Ingrese el valor del term. lineal:'
read(*,*) b
write(*,*)'Ingrese el valor del term. independiente:'
read(*,*) c
call resolver(x1, x2, a, b, c)
write(*,*)x1
write(*,*)x2
end program PROBLEMA7_simple
!En esta subrutina determino parámetros de entrada y salida
subroutine resolver(x1, x2, a, b, c)
real, INTENT(IN)::a, b, c
!si modifico algún valor no compila
complex, INTENT(OUT)::x1, x2
complex::disc
!si declaro real da error la SQRT
disc = b**2 - 4 * a * c
x1=-b+sqrt(disc)/2/a
x2=-b-sqrt(disc)/(2*a)
return
!Fin lógico
end subroutine
!Fin físico
Solución mejorada
program PROBLEMA7
implicit none
! Variables
real:: a, b, c
complex::x1,x2
character::signo1, signo2
write(*,*) 'Ingrese los valores de los coeficientes de la
ecuaci',char(162),'n de segundo grado'
write(*,10)
10
FORMAT('a = ',$) !El $ es para que escriba en el mismo renglón
read(*,*) a
do while (a==0)
write(*,*) 'Ingrese un valor distinto de cero'
write(*,11)
11
FORMAT('a = ',$)
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read(*,*) a
enddo
20
write(*,20)
FORMAT('b = ',$)
read(*,*) b
30
write(*,30)
FORMAT('c = ',$)
read(*,*) c
! Invoco la subrutina con 5 parámetros
call resolver(x1, x2, a, b, c)
!Impresión simple
!El problema es que si las raices son reales las muestra
!como complejas con parte imaginaria cero
write(*,*)x1
write(*,*)x2
!Impresión mejorada
write(*,*)
if (AIMAG(x1)==0.0) then
write(*,*)" Raices REALES"
write(*,*)"X1= ",REAL(x1)
write(*,*)"X2= ",REAL(x2)
else
write(*,*) " Raices complejas conjugadas"
write(*,*) " X1= ", x1
write(*,*) " X2= ", CONJG(x1)
write(*,*)
write(*,*) " impresion mas elegante"
if (AIMAG(x1)<0.0) then
signo1='-'
signo2='+'
else
signo1='+'
signo2='-'
endif
write(*,*) " Raices complejas conjugadas"
write(*,*) " X1= ", REAL(x1)," ",signo1,"j",ABS(AIMAG(x1))
write(*,*) " X2= ", REAL(x2)," ",signo2,"j",ABS(AIMAG(x2))
endif
end program PROBLEMA7
subroutine resolver(x1, x2, a, b, c) idem anterior
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Valor y referencia
En los ejemplos anteriores los parámetros se pasan en forma predeterminada por referencia.
Si un argumento se encierra entre paréntesis, implícitamente se está pasando por valor.
Ejemplo planteado por Zenón ----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Programa que muestra la diferencia entre las llamadas por valor y por
referencia a una subrutina
program Primero
implicit none
integer a,b
! Este programa es para probar argumentos por valor y por referencia
! armo una subrutina con dos argumentos formales ( x e y ) a los
! cuales simplemente se les suma 5
! en la llamada hago las cuatro combinaciones posibles con los
! argumentos actuales con respecto a valor y referencia
a=2
b=2
write(*,*)"Los dos por referencia"
write(*,*)a,b
call cambia(a,b)
write(*,*)a,b
a=2
b=2
write(*,*)"El primero por referencia y el segundo por valor"
write(*,*)a,b
call cambia(a,(b))
write(*,*)a,b
a=2
b=2
write(*,*)"El primero por valor y el segundo por referencia"
write(*,*)a,b
call cambia((a),b)
write(*,*)a,b
a=2
b=2
write(*,*)"Los dos por valor"
write(*,*)a,b
call cambia((a),(b))
write(*,*)a,b
write(*,*)"Fin"
end program Primero
subroutine cambia(x,y)
integer x,y
x=x+5
y=y+5
write(*,*)x,y
end subroutine
El programa produce la siguiente salida
Los dos por referencia
2 2
(antes de la llamada)
7 7
(dentro de la subrutina)
7 7
(después de la llamada)
El primero por referencia y el segundo por valor
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2
7
7
2
7
2
(antes de la llamada)
(dentro de la subrutina)
(después de la llamada)
El primero por valor y el segundo por referencia
2 2
(antes de la llamada)
7 7
(dentro de la subrutina)
2 7
(después de la llamada)
Los dos por valor
2 2
7 7
2 2
(antes de la llamada)
(dentro de la subrutina)
(después de la llamada)
FIN Ejemplo planteado por Zenón ---------------------------------------------------------------------------------------------------Si se quiere hacer en forma explícita el pasaje por valor o por referencia debe ser indicado en la subrutina por
medio de una directiva al compilador
En el programa principal se invoca de la sig. manera:
………
………
call resolver(%val(a), %val(b), %val(c), %ref(x1r), %ref(x1i), %ref(x2r), %ref(x2i))
………
………
En la subrutina
subroutine resolver(a, b, c, x1r, x1i, x2r, x2i)
!DEC$ ATTRIBUTES VALUE :: a, b, c
!DEC$ ATTRIBUTES REFERENCE:: x1r, x1i, x2r, x2i
real::a, b, c, x1r, x1i, x2r, x2i, disc
………
………
end subroutine
Entrada y salida
En la solución simple del ejemplo de las raíces se realiza el pasaje de parámetros y se indica cómo serán
considerados por el compilador.
real,
INTENT(IN)::a, b, c
complex, INTENT(OUT)::x1, x2
INTENT (IN / OUT / INOUT) permite establecer si los parámetros son de Entrada, Salida o Entrada/Salida,
independientemente de que se pasen por valor o por referencia. Si un parámetro es indicado como de Entrada a la
subrutina, al pretender modificar su valor dentro de la misma, se produce un error en la compilación.
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FUNCIONES INTRINSECAS
CONCEPTO DE FUNCION
-Son aquellas funciones incorporadas al compilador, que son accesibles desde un programa. Pueden ser llamadas
en un programa dando el identificador de la Función seguido por sus argumentos entre paréntesis.
-El formato de la Función será el siguiente:
-Nombre (Identificador1, identificador2, ..., identificadorn).
FUNCIONES ARITMETICAS
-Son aquellas que realizan algún tipo de operación matemática.
-Calcula el valor absoluto de un argumento real y devuelve un resultado real y positivo:
-ABS (Expresión numérica)
-Convierte un real a un entero truncándolo o eliminando la parte decimal devuelve un entero:
-Var=INT (Expresión numérica).
-NINT (Expresión numérica) (Realiza un redondeo).
-Convierte un número entero a un real:
-FLOAT (Expresión numérica).
-Eleva un número real a la enésima potencia donde e es la base del logaritmo natural, devuelve un real:
-EXP (Número).
-Var=EXP (Número).
-DEXP (Número) (Donde número es de doble precisión).
-CEXP (Número) (Donde número es un número complejo).
-Calcula el logaritmo natural de base e y es la inversa de la Función anterior, devuelve un real:
-Var=LOG (Expresión numérica).
-Calcula el logaritmo decimal o de base diez del argumento indicado, devuelve un real:
-Var=LOG10 (Expresión numérica).
-Calcula la raíz cuadrada del argumento indicado, devuelve un real:
-Var=SQRT (Expresión numérica).
-Calcula el módulo o resto de dos números, devuelve un entero:
-MOD (Número1, número2).
FUNCIONES TRIGONOMETRICAS
-Son aquellas que realizan alguna operación con las razones de tipo trigonométrico.
-Calcula el seno de una expresión dada, devuelve un real y debe estar entre 1 y -1:
-Var=SIN (Expresión numérica) (Devuelve un real).
-DSIN (Expresión numérica) (Devuelve un doble precisión).
-CSIN (Expresión numérica) (Devuelve un complejo).
-Calcula el coseno de una expresión dada, devuelve un real y debe estar entre 1 y -1:
-Var=COS (Expresión numérica) (Devuelve un real).
-DCOS (Expresión numérica) (Devuelve un doble precisión).
-CCOS (Expresión numérica) (Devuelve un complejo).
-Calcula la tangente de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=TAN (Expresión numérica) (Devuelve un real).
-DTAN (Expresión numérica) (Devuelve un doble precisión).
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-Calcula el arcoseno de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=ASIN (Expresión numérica).
-Calcula el arcocoseno de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=ACOS (Expresión numérica).
-Calcula el arcotangente de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=ATAN (Expresión numerica).
-Calcula el seno hiperbólico de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=SINH (Expresión numérica).
-Calcula el coseno hiperbólico de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=COSH (Expresión numérica).
-Calcula la tangente hiperbólico de una expresión dada, devuelve un real:
-Var=TANH (Expresión numérica).
FUNCIONES DE NUMEROS COMPLEJOS
-Toma la parte real de un argumento complejo:
-REAL (Expresión compleja).
-Toma la parte imaginaria de un argumento complejo:
-AIMAG (Expresión compleja).
-Calcula el conjugado de un argumento complejo:
-CONJG (Expresión compleja).
-Representa un argumento complejo tomado de números reales:
-COMPLEX (Número1, número2).
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