CommonMP オブジェクト指向

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２章　準備勉強
２．１　FORTRANプログラムとC#プログラムの相違　（その１）

　FORTRANのプログラムと　C#のプログラムを対比させながら、C#でプログラムを作成する時のコツ等を説明します。
　まず、非常に簡単なFORTRANサンプルを下記に示します。

＝＝＝説明用FORTRANプログラム＝＝＝　
c 説明用FORTRANプログラム（動作確認はしていません）
      PROGRAM TEST
      COMMON /COMMONDATA/X
      REAL(8) X

      CALL SUB01(1.0)
      CALL SUB02(10)
      CALL SUB03
      STOP
      END
c サブルーチンその１
SUBROUTINE SUB01(DX)
      REAL(8) DX
      COMMON /COMMONDATA/X
      REAL(8) X

      X=DX
      RETURN
END
c サブルーチンその２
SUBROUTINE SUB02(LOOPNUM)
      INTEGER LOOPNUM
      COMMON /COMMONDATA/X
      REAL(8) X
      INTEGER LCNT

      DO 10 LCNT=0,LOOPNUM
      X = X + 1.0
   10 CONTINUE
      RETURN
END
c サブルーチンその３
SUBROUTINE SUB03
      COMMON /COMMONDATA/X
      REAL(8) X

      WRITE(1,110) X
110 FORMAT(F12.3)
      RETURN
END

Sample.for

　動作としては、COMMON領域に定義されたXという変数に　
①SUB01で初期値を与える。
②SUB02で引数であたえた回数分　１．０を加算する。
③SUB03で表示する。
　という非常に簡単なものです。

　これと同じ内容をC#でプログラムしてみます。　プログラムの開発には　Microsoft Visual C# Express Edition を使用します。
　Microsoft Visual C# の「ファイル」－「新しいプロジェクト」を選択し　表示されたダイアローグから　「コンソールアプリケーション」を選択します。

　
　すると　以下に示すように　「Program.css」というプログラムの型紙が自動的に生成されます。

　　　　

ここで、

        static void Main(string[] args)
        {
        }

が、FORTRAN　のメインプログラム　

　　　　PROGRAM TEST
　      END

に相当します。Mainは予約語であり、勝手に使用することはできません。また、プログラムは必ずこの関数から動作を開始します。
　namespace, class については　後ほど説明することとします。

　説明用のFORTRAN プログラムには、メインの他に、サブルーチンがありました。そこで　同様にサブルーチンを追加します。

// 処理は追加していません。　メイン、サブルーチンの形だけを作成します。　
namespace TEST
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
        }

        static void Sub01(double dX)
        {
        }

        static void Sub02(long LoopNum)
        {
        }

        static void Sub03()
        {
        }
    }
}

C#では　"｛"　から　"｝"　までが　処理の一纏まりになります。　また、void は　関数に戻り値が無い事を示します。　（static については　後ほど説明します。）

変数の型式は
　 double ←→　Real(8)
　 long ←→　INTEGER
と対応します。

　ところで、FORTRANプログラムでは、COMMON文を宣言し、変数Xを　全プログラムで共有していました。
　そこで、共有する変数Xを宣言します。

    class Program
    {
        static double X;
        static void Main(string[] args)
        {
         ...........

ここで、サブルーチンの中身を完成させます。

namespace TEST
{
    class Program
    {
        static double X;
        static void Main(string[] args)
        {
            Sub01(1.0);
            Sub02(10);
            Sub03();
        }

        static void Sub01(double dX)
        {
            X = dX;
        }

        static void Sub02(long LoopNum)
        {
            long lCnt;
            for (lCnt = 0; lCnt < LoopNum; lCnt = lCnt + 1)
            {
                X = X + 1.0;
            }
        }

        static void Sub03()
        {
            Console.WriteLine(X);
        }
    }
}

プロジェクト：　CSSTest01.lzh　（解凍したファイルのTEST01.sln を Microsoft Visual C# 2008 から開いて下さい。2008以降のバージョンで開いた時には、バージョンアップの問い合わせがあるので、YESとして開いて下さい。　）

　FORTRANの
　　　　 DO 10 LCNT=0,LOOPNUM
　 10 CONTINUE
　
の部分は　C#では

　　　　for( lCnt=0; lCnt < LoopNum; lCnt=lCnt+1 )
　　　　{
　　　　}

　と記述します。

　プログラムが完成すると、下図のように　「ディバッグ」－「ディバッグ開始」を選択してディバッグモードでプログラムを動作させます。
　この時、ブレークポイントを設定（止めたいところにカーソルを移動し、「ディバッグ」－「ブレークポイントの設定」を選択）しておくと、その場所でプログラムの実行を止めて、変数の中身を調べることができます。

　　　　

　　　

　ところで、サンプルのFORTRAN プログラムでは、変数Xに COMMONDATA という名称がついていました。
　そこで、本C#プログラムでも　CommonData という名前で、変数Xを区別してみます。

    class CommonData
    {
        public double X;
    }

　データの一纏まりを宣言するために　C#では　「クラス： class」を使用します。
　つまり、
　　class CommonData
　　{
　　}
内に　変数 Xを定義することで　「変数 X が　CommonDataという器の中に入っている」ことを示すようになります。
　

ここで、示したCommonData内には　複数のデータを入れることが可能です。

　  class CommonData
    {
        public double X;
        public double Y;
        public long N;
    }

上記の例では、　CommonDataという器の中に　変数 X、Y　及び　N が入っています。（この変数X,Y,NをクラスCommonDataのメンバー変数と呼びます）

　ここから、少し話が難しくなりますが、FORTRANプログラムが動作するとき、メモリー内に変数が確保される様子を想像してみて下さい。
　FORTRANプログラムでは　使用する変数を格納するメモリー領域は　プログラム実行時にすべて確保されます。　　　　

　一方、C#においては　class 宣言しても　プログラム実行時には　メモリー領域に変数を格納する領域は確保されません。
　メモリーを確保するためには　new クラス名；として　明示的に宣言する必要があります。　　

　また、確保された領域にアクセスするためには

    class CommonData
    {
        public double X;
        public double Y;
        public long N;
    }
    .....
    .....
    CommonData CmnDt = new CommonData();

    CmnDt.X = 10.0;
    CmnDt.Y = 12.3;
    CmnDt.N = 3;

の様に (メモリー領域名)．(変数名) と記述します。

　先に作成したプログラムに対して、クラスCommonDataを利用するように改造したものを下記に示します。

namespace TEST
{
    class CommonData
    {
        public double X;
    }

    class Program
    {
        static CommonData CmnDt = new CommonData();

　　　　// プログラムはこのMain() から開始します。
        static void Main(string[] args)
        {
            Sub01(1.0);
            Sub02(10);
            Sub03();
        }

        static void Sub01(double dX)
        {
            CmnDt.X = dX;
        }

        static void Sub02(long LoopNum)
        {
            long lCnt;
            for (lCnt = 0; lCnt < LoopNum; lCnt = lCnt + 1)
            {
                CmnDt.X = CmnDt.X + 1.0;
            }
        }

        static void Sub03()
        {
            Console.WriteLine(CmnDt.X);
        }
    }
}

プロジェクト：　CSSTest02.lzh

ここで、態々　データの纏まり「class CommonData」にこだわったのは　理由があります。
オブジェクト指向の考え方では　意味のある情報を　一つに纏めて扱うからです。
　次節からは、ここで作成したプログラムを発展させてオブジェクト指向プログラムにしていきます。

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初版：2013/06/12 |