(Fortran) 直接探査ファイルの使い方

Fortranで、普通の

      WRITE(*,*) "HELLO WORLD!"

で書かれるファイルが「書式付き順番探査ファイル (formatted sequential access file)」(以下「通常の」ファイル) ですが、別の種類のファイルとして

ファイルの途中の一部を読み書きできる
内部表現のまま読み書きされるので書式変換のオーバーヘッドがかからない (記憶容量・速度・精度の面で)
ただし、すべての記録が同じ長さ

という特徴を持つ「書式なし直接探査ファイル (unformatted direct access file)」というのもあります。順番探査がテープをイメージしているなら直接探査はディスクのイメージです。良く使う機能で、使用も簡単ですが、意外と「Fortran入門」的な本に載ってなかったりするので、ここに使い方をまとめておきます。

      INQUIRE(IOLENGTH=L) A, B, M  ! 読み書きしたい記録の記録長を得る
      OPEN(11,FILE="FILE",ACCESS="DIRECT",RECL=L)
      WRITE(11,REC=100) A, B, L    ! 100番の記録に書き込む
      READ(11,REC=100) D(5:6), M   ! 100番の記録から読む

直接探査ファイルは、ある決まった記録長 (record length) の記録 (record) の集まりです。記録長はOPEN文の「RECL=」指定子で指定します。このときの単位は処理系定義です。 FORTRAN 77では記録長はユーザが計算する必要がありましたが、 Fortran 90以降では読み書きしたい記録の記録長を処理系に計算させることができるようになりました。上のINQUIRE文のように、記録長を格納する変数 (ここではL) と、読み書きしたい記録 (ここでは実数2つと整数1つ) を指定すると記録長が求まります。

OPEN文では装置番号とファイル名の他に、「ACCESS="DIRECT"」で直接探査ファイルを指定し、「RECL=」で記録長を指定します。直接探査ファイルは書式なしが既定です。他にACTION=指定子等を指定してもいいでしょう。「通常の」読み書きの場合に使うPOSITION=は使えません (必要ありません)。

READ/WRITE文では「通常の」読み書きで指定する書式のかわりに、記録番号 (record number) を指定します。最初の記録の記録番号は1です(0ではなく)。どの記録番号の記録でも読み書きできます。ただし、以前に書いていない記録は読めません (書いてない記録を読んだときの動作は未定義です)。すべての記録が同じ長さで、入出力並び (input/output list) にはこれとぴったり同じ長さに対応する式/変数を指定する必要があります。上の例では実数型2つと整数型としているので、スカラ変数が3つとか、大きさ2の配列と整数変数、などを指定しています。

だいたいこれくらいの説明で、後は想像力で便利に使えるかと思います。なお、記録長も記録番号も、最大値には処理系ごとに (ディスクの容量以外にも) なにかしら限界があることを付け加えておきます。

(2005-03-10 作成)