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Introducción a los Arreglos

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En este módulo, aprenderemos sobre los arreglos en Fortran, una estructura de datos fundamental que permite almacenar y manipular colecciones de elementos del mismo tipo. Los arreglos son esenciales para manejar grandes cantidades de datos de manera eficiente y son ampliamente utilizados en aplicaciones científicas y de ingeniería.

Conceptos Clave

  1. Definición de Arreglos: Un arreglo es una colección de elementos del mismo tipo almacenados en ubicaciones de memoria contiguas.
  2. Dimensiones de los Arreglos: Los arreglos pueden ser unidimensionales (vectores) o multidimensionales (matrices).
  3. Declaración de Arreglos: Cómo declarar y dimensionar arreglos en Fortran.
  4. Inicialización de Arreglos: Métodos para inicializar arreglos.
  5. Acceso a Elementos del Arreglo: Cómo acceder y modificar elementos individuales en un arreglo.
  6. Operaciones Básicas con Arreglos: Realizar operaciones comunes como suma, resta y multiplicación de elementos de arreglos.

Declaración de Arreglos

En Fortran, los arreglos se declaran especificando el tipo de datos y las dimensiones del arreglo. Aquí hay algunos ejemplos:

Arreglos Unidimensionales

! Declaración de un arreglo unidimensional de enteros con 5 elementos
integer :: array1(5)

! Declaración de un arreglo unidimensional de reales con 10 elementos
real :: array2(10)

Arreglos Multidimensionales

! Declaración de una matriz de enteros de 3x3
integer :: matrix1(3, 3)

! Declaración de una matriz de reales de 4x5
real :: matrix2(4, 5)

Inicialización de Arreglos

Los arreglos pueden ser inicializados en el momento de su declaración o mediante asignaciones posteriores.

Inicialización en la Declaración

! Inicialización de un arreglo unidimensional
integer :: array1(5) = (/ 1, 2, 3, 4, 5 /)

! Inicialización de una matriz
real :: matrix1(2, 2) = reshape([1.0, 2.0, 3.0, 4.0], shape(matrix1))

Inicialización Posterior

integer :: i

! Inicialización de un arreglo unidimensional
do i = 1, 5
    array1(i) = i
end do

! Inicialización de una matriz
do i = 1, 2
    do j = 1, 2
        matrix1(i, j) = real(i * j)
    end do
end do

Acceso a Elementos del Arreglo

Para acceder a un elemento específico de un arreglo, se utiliza el índice del elemento. Los índices en Fortran comienzan en 1 por defecto.

! Acceso a elementos de un arreglo unidimensional
print *, array1(3)  ! Imprime el tercer elemento de array1

! Acceso a elementos de una matriz
print *, matrix1(2, 1)  ! Imprime el elemento en la segunda fila, primera columna de matrix1

Operaciones Básicas con Arreglos

Fortran permite realizar operaciones aritméticas directamente sobre arreglos.

Suma de Arreglos

real :: array1(3) = (/ 1.0, 2.0, 3.0 /)
real :: array2(3) = (/ 4.0, 5.0, 6.0 /)
real :: result(3)

result = array1 + array2  ! Suma elemento a elemento

Multiplicación de Arreglos

result = array1 * array2  ! Multiplicación elemento a elemento

Ejercicio Práctico

Ejercicio 1: Declaración e Inicialización de Arreglos

  1. Declara un arreglo unidimensional de enteros con 10 elementos.
  2. Inicializa el arreglo con los números del 1 al 10.
  3. Imprime todos los elementos del arreglo.

Solución

program array_example
    implicit none
    integer :: i
    integer :: array(10)

    ! Inicialización del arreglo
    do i = 1, 10
        array(i) = i
    end do

    ! Imprimir los elementos del arreglo
    do i = 1, 10
        print *, 'Elemento ', i, ': ', array(i)
    end do
end program array_example

Ejercicio 2: Operaciones con Matrices

  1. Declara dos matrices de reales de 2x2.
  2. Inicializa las matrices con valores de tu elección.
  3. Realiza la suma de las dos matrices y almacena el resultado en una tercera matriz.
  4. Imprime la matriz resultante.

Solución

program matrix_example
    implicit none
    real :: matrix1(2, 2)
    real :: matrix2(2, 2)
    real :: result(2, 2)
    integer :: i, j

    ! Inicialización de las matrices
    matrix1 = reshape([1.0, 2.0, 3.0, 4.0], shape(matrix1))
    matrix2 = reshape([5.0, 6.0, 7.0, 8.0], shape(matrix2))

    ! Suma de las matrices
    result = matrix1 + matrix2

    ! Imprimir la matriz resultante
    do i = 1, 2
        do j = 1, 2
            print *, 'Elemento (', i, ',', j, '): ', result(i, j)
        end do
    end do
end program matrix_example

Conclusión

En esta sección, hemos aprendido los conceptos básicos de los arreglos en Fortran, incluyendo su declaración, inicialización y acceso a elementos. También hemos visto cómo realizar operaciones básicas con arreglos. Estos conocimientos son fundamentales para manejar datos de manera eficiente en Fortran y sentarán las bases para temas más avanzados como arreglos multidimensionales y operaciones complejas con arreglos.

En el próximo módulo, profundizaremos en los arreglos multidimensionales y exploraremos técnicas avanzadas para manipular y operar con arreglos en Fortran.

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