Fortran - スタックの実装（逆ポーランド記法による電卓）！
Updated:
Fortran 95 でスタックの実装を試してみました。
（応用で、逆ポーランド記法による電卓も作成）
0. 前提条件
- LMDE 3 (Linux Mint Debian Edition 3; 64bit) での作業を想定。
- GCC 6.3.0 (GFortran 6.3.0) でのコンパイルを想定。
1. テスト用ソースコードの作成
- モジュール部分と実行部分を別ファイルに分けている。
まず、モジュール部分。
File: stack.f95
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! Stack モジュール
!
! date name version
! 2018.08.21 mk-mode.com 1.00 新規作成
!
! Copyright(C) 2018 mk-mode.com All Rights Reserved.
!****************************************************
!
module stack
implicit none
private ! デフォルトを private に設定
public :: pop, push ! pop, push のみ public とする
! 以下の変数は private となる。
integer, parameter :: pmax = 256 ! スタックの最大長
integer, save :: buf(1:pmax) ! スタック配列
integer, save :: p = 0 ! 最後（トップ）の要素の位置
contains
! Pop from a stack
! : スタックからトップノードを取り出す
integer function pop()
implicit none
if (p > 0) then
pop = buf(p) ! 最後の要素を取り出す
p = p - 1 ! 最後の要素の位置を左に 1 つずらす
else
print *, "Stack underflow!"
pop = - huge(p)
end if
end function pop
! Push into a stack
! : スタックに n をトップノードとして付け加える
!
! :param integer n
subroutine push(n)
implicit none
integer, intent(IN) :: n
if (p < pmax) then
p = p + 1 ! 最後の要素の位置を右に 1 つずらす
buf(p) = n ! 要素を付け加える
else
print * "Stack overflow!"
end if
end subroutine push
end module stack
そして、実行部分。
File: test_stack.f95
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! テスト (Stack モジュール)
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! date name version
! 2018.08.21 mk-mode.com 1.00 新規作成
!
! Copyright(C) 2018 mk-mode.com All Rights Reserved.
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!
program main
use stack
implicit none
integer :: i
! 1, 2, 3 を push
do i = 1, 3
call push(i)
enddo
! 3 回 pop
do i = 1, 3
print *, pop()
enddo
stop
end program main
2. ソースコードのコンパイル
$ gfortran -o test_stack stack.f95 test_stack.f95
ちなみに、上の1行の方法ではなく make でビルドするなら、以下のように Makefile を作成する。（当方の例。行頭のインデントはタブ）
File: Makefile
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FC = gfortran
CFLAGS = -c -O
TARGET = test_stack
OBJS = stack.o test_stack.o
MODS = stack.mod
.SUFFIXES: .f95
all: $(TARGET)
$(TARGET): $(OBJS)
$(FC) -o $@ $(OBJS)
.f95.mod:
$(FC) $(CFLAGS) $<
.f95.o:
$(FC) $(CFLAGS) $<
clean:
@rm -f $(TARGET) $(OBJS) $(MODS)
3. 動作確認
$ ./test_stack
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4. 応用
同じスタックモジュールを使用して、逆ポーランド記法による電卓を作成してみた。
File: rpn.f95
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! 逆ポーランド記法 (Stack モジュール使用)
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! date name version
! 2018.08.21 mk-mode.com 1.00 新規作成
!
! Copyright(C) 2018 mk-mode.com All Rights Reserved.
!****************************************************
!
program main
use stack
implicit none
character(len=80) :: buf
integer :: i
print '(A)', "Calculator by Reverse Polish Notation."
do
read (*,'(A80)') buf
if (len(trim(buf)) == 0) exit
do i = 1, len(trim(buf))
select case (buf(i:i))
case (" ")
cycle
case ("0":"9")
call push(ichar(buf(i:i)) - ichar('0'))
case ("+")
call push(pop() + pop())
case ("-")
call push(- pop() + pop())
case ("*")
call push(pop() * pop())
case ("=")
exit
case default
print *, "Unknown operator."
exit
end select
enddo
print '(A,I15)', "Ans: ", pop()
enddo
stop
end program main
（モジュール部分は前項のものと同じ）
コンパイル。
$ gfortran -o rpn stack.f95 rpn.f95
ちなみに、上の1行の方法ではなく make でビルドするなら、以下のように Makefile を作成する。（当方の例）
File: Makefile
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FC = gfortran
CFLAGS = -c -O
TARGET = rpn
OBJS = stack.o rpn.o
MODS = stack.mod
.SUFFIXES: .f95
all: $(TARGET)
$(TARGET): $(OBJS)
$(FC) -o $@ $(OBJS)
.f95.mod:
$(FC) $(CFLAGS) $<
.f95.o:
$(FC) $(CFLAGS) $<
clean:
@rm -f $(TARGET) $(OBJS) $(MODS)
そして、実行。（空 ENTER で終了）
$ ./rpn
Calculator by Reverse Polish Notation.
1 3 4 * + 5 + =
Ans: 18
1 2 + 4 5 + * =
Ans: 27
以上、
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