4章：関数とサブルーチン

4.3　サブルーチン

ここでは、副プログラムのうちサブルーチン（サブルーチン副プログラム）について説明する。サブルーチン副プログラムは、関数副プログラムと同様、主プログラムからの値を使って処理を行い、結果を主プログラムに返す。

しかし、関数副プログラムと違い、複数の値を引数の型で返すことができるため、非常に便利である。また、値をまったく返さない場合もある。

4.3.1　サブルーチン副プログラム

ここでは、サブルーチン副プログラムについて説明する。
サブルーチン副プログラムは以下のように定義する。


    SUBROUTINE サブルーチン名（仮引数1,仮引数2,・・・）

    宣言部

    命令1

    命令2

    ・・・

    END SUBROUTINE サブルーチン名

■サブルーチン名

サブルーチン名の付け方は通常の変数名と同じである。

■仮引数1,仮引数2,・・・

サブルーチン中で使用する仮の引数。この定義の中だけで有効なため、プログラム中で使用している関数名も使用することができる。

■宣言部

サブルーチンおよびサブルーチン中で使用する変数（引数、戻り値含む）の型宣言が必要である。入力用引数には「INTENT (IN)」を、出力用引数には「INTENT (OUT)」を、入出力両用引数には「INTENT (INOUT)」を指定する。

■命令

複数の引数について処理を行っても良いし、値をまったく返さず、何らかのタスクを行うだけの内容でも良い。

（例）円の面積と円周の長さを求めるサブルーチン


    SUBROUTINE  MENSEKI_TO_ENSHUU (HANKEI)

    　　　　IMPLICIT NONE

    　　　　REAL, INTENT(IN) :: HANKEI

    　　　　REAL, INTENT(OUT) :: MENSEKI, ENSHUU



    　　　　MENSEKI = PI*HANKEI**2

    　　　　ENSHUU = PI*HANKEI*2

    END SUBROUTINE  MENSEKI_TO_ENSHUU

サブルーチンの引用

サブルーチンは以下のように引用する。


    CALL サブルーチン名（実引数1,実引数2,・・・）

上で定義したサブルーチンを引用して半径2.0の円の面積と円周を求める場合は、


    CALL MENSEKI_TO_ENSHUU (2.0)

と記述する。

（例）３つの整数を昇順に並べ替える


  PROGRAM SHOUJUN_NARABEKAE

  　　INTEGER :: A,B,C

  　　READ*, A,B,C

  　　　　IF(A > B) CALL SWAP(A,B)

  　　　　IF(B > C) CALL SWAP(B,C)

  　　　　IF(A > B) CALL SWAP(A,B)

  　　PRINT *, A,B,C

  END SHOUJUN_NARABEKAE

  

  SUBROUTINE SWAP(X,Y)

  　　INTEGER :: X,Y,Z

  　　Z=X; X=Y; Y=Z

  END SUBROUTINE SWAP

4.3.2　引数

サブルーチン副プログラムは、他のサブルーチン副プログラムの引数として使うこともできる。このような場合の注意点は以下の通りである。

引数として使用できるサブルーチンはモジュール副プログラム、外部副プログラム、組み込み副プログラムのみである。
仮引数にINTENT属性を使うことはできない。
再帰サブルーチンを定義する場合には「RECURSIVE SUBROUTINE サブルーチン名」を使用する。

4.3.3　組み込みサブルーチン

Fortran90には、乱数発生やシステム時間の取得など、以下の便利な組み込みサブルーチンが用意されている。

サブルーチン名	内容
SYSTEM_CLOCK (count, count_rate, count_max)	システム時計に時刻を問い合わせる。 count(整数)：システム時計の時刻を返す。 count_rate(整数)：1秒間に刻む回数。 count_max(整数)：countの最大値。
RANDOM_NUMBER (harvest)	0～1の乱数を発生させる。 harvest(実数)：乱数の値を返す。 ※ 毎回同じ乱数を生成。
RANDOM_SEED (size,put,get)	乱数を発生させる際の基準となるもの（種子）を設定する。 size(整数)：種子保存に必要な整数の個数。 put(整数)：種子の値を設定する。 get(整数)：種子の値を返す。
DATE_AND_TIME (date, time,zone, values(1:8))	日付と時刻を問い合わせる。 date(長さ8の文字型)：年月日を返す。 time(長さ10の文字型)：時・分・秒・ミリ秒を返す。 zone(長さ5の文字型)：グリニッジ標準時からの時差を返す。 values：(1:3)に年月日、(4)に時差、(5:8)に時・分・秒・ミリ秒を返す。

（例）システム時計の時刻をもとに乱数を発生させる


  PROGRAM RANSUU_HASSEI

  　　REAL D

  　　INTEGER C

  　　CALL SYSTEM_CLOCK(COUNT=C)

  　　CALL RANDOM_SEED(PUT=(/C/))

  　　CALL RANDOM_NUMBER(D)

  　　PRINT *,D

  　　STOP

  END RANSUU_HASSEI

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