Fortran: Fortran 2003: Ein- und Ausgabe

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Streams

Fortran 2003 bietet zusätzlich zum altbekannten datensatzbasierten I/O nun auch Dateieingabe und -ausgabe in Form von Streams, wie das z.B. in der Programmiersprache C seit jeher üblich ist.

Unterschied zum alten I/O-Konzept?

Streams ermöglichen das Lesen und Schreiben von Binärdateien, ohne sich mit den auf Datensätzen aufbauenden Strukturen der konventionellen Fortran-I/O herumschlagen zu müssen.
Bei der Ein-/Ausgabe mit Streams wird die Datei als kontinuierliche Byte-Sequenz betrachtet.
Stream-I/O ist logischerweise nicht für interne Dateien gedacht.

Anwendung

Auch wenn Stream-I/O in Fortran 2003 ein neues Konzept ist, so sind die altbekannten open-, read-, write-und close-Befehle dafür zuständig.

Öffnen eines Streams:

open( ..., access = "STREAM", ... )

Lesen und Schreiben:

read( ... ) ...
write( ... ) ...

Schließen eines Streams:

close( ... )

Unformatierte Stream-I/O

Beispiel:

Fortran 2003 (oder neuer)-Code

program bsp
  implicit none

  real                 :: a = 55.678
  real                 :: b
  character( len = 3 ) :: str

  open( 50, file = "test", access = "STREAM", status = "REPLACE")
  
  write( 50 ) "Hallo Welt"
  write( 50 ) "Hello World"
! Ausgabe in Datei: siehe Bild 1
  
  write( 50, pos = 100 ) "Greetings"
! Ausgabe in Datei: siehe Bild 2
    
  write( 50, pos = 60 ) a
! Ausgabe in Datei: siehe Bild 3

  read( 50, pos = 60 ) b
  write( *, * ) b
! Ausgabe:
!   55.678  

  read( 50, pos = 8 ) str
  write( *, * ) str
! Ausgabe:
!   elt 

  close( 50 )
end program bsp

Da es sich um eine unformatierte Ein-/Ausgabe handelt, darf natürlich kein Formatspezifizierer bei den read- und write-Anweisungen angegeben werden, auch kein *. Mittels pos-Spezifizierer kann an eine bestimmte Position in der Datei gesprungen werden.

Bild 1
Bild 2
Bild 3

Formatierte Stream-I/O

Beispiel:

Fortran 2003 (oder neuer)-Code

program bsp
  implicit none

  real                  :: a = 55.678
  real                  :: b = 13.9876
  character( len = 20 ) :: str1, str2, str3
  integer               :: fposition 

  open( 50, file = "test", access = "STREAM", form = "FORMATTED", status = "REPLACE")
  
  write( 50, "(2A20)" ) "Hallo Welt", "Hello World"

  inquire( 50, pos = fposition )
  write( *, * ) fposition

  write( 50, * ) a, new_line( "x" ), b, " abcdef"

  read( 50, *, pos = fposition ) a
  write( *, * ) a

  read( 50, *, pos = 1 ) str1, str2, str3
  write( *, * ) str1, str2, str3
  

  read( 50, * ) str1, a
  write( *, * ) str1, a

! Ausgabe in Datei:
!              Hallo Welt         Hello World
!   55.678
!   13.9876  abcdef

! Ausgabe auf Bildschirm:
!   42
!   55.678
!   Hallo               Welt                Hello
!   55.678               13.9876
  
  close( 50 )
end program bsp

Asynchrone I/O

Eine asynchrone I/O ermöglicht es einem Programm, Lese- oder Schreiboperationen durchzuführen und während dessen andere Anweisungen auszuführen, ohne auf den Abschluss der Ein-/Ausgabe zu warten.

Beispiel:

Fortran 2003 (oder neuer)-Code

program bsp
    implicit none

    integer :: X(500)

    X = 10
    
    print *, "Foo1"

    open(1, asynchronous='yes', file="tmp.tmp")
    write(1, asynchronous='yes', fmt="(i9)") X

    print *, "Foo2"

    wait(1)

    close(1)
end program bsp

Rekursive I/O

Innerhalb eines rekursiv aufgerufenen Unterprogramms kann eine Lese- oder Schreiboperation durchgeführt wird. Dies kann teilweise problematisch sein.

Beispiel:

Fortran 2003 (oder neuer)-Code

recursive subroutine baum(n, z)
    integer, intent(in) :: n, z
    integer :: i

    if (n <= 0) return

    do i = 1, z
        write(*,'(A)', advance="no") "  "
    end do
    print *, n

    call baum(n - 1, z + 1)
end subroutine baum

program bsp
    call baum(3, 0)
end program bsp

Ausgabe:

          3
            2
              1

Sonstiges

flush
iomsg
round
decimal
sign
...

Siehe vorerst z.B. The New Features of Fortran 2003 (John Reid) (PDF)

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