การใช้งาน nested loop ในภาษา fortran แบบง่ายๆ พร้อมตัวอย่าง CODE 3 ตัวอย่าง และอธิบายการทำงาน และยกตัวอย่าง usecase ในโลกจริง

การใช้งาน Nested Loop ในภาษา Fortran สู่การค้นคว้าทางวิชาการ

บทความโดย: Expert-Programming-Tutor (EPT)

เมื่อพูดถึงการจัดการกับดาต้าเซ็ตที่มีความซับซ้อน หรือต้องการแสดงผลโครงสร้างที่จัดซ้อนกันหลายระดับ การใช้งาน loop ภายใน loop หรือที่เรียกว่า "Nested Loop" ถือเป็นส่วนสำคัญในการเขียนโปรแกรม โดยในภาษา Fortran ที่เรากำลังจะพูดถึงนี้ จะเป็นการหยิบยกตัวอย่างการใช้งาน nested loop ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในหลายสถานการณ์ได้อย่างชาญฉลาด

ตัวอย่างที่ 1: การสร้างตารางคูณ

เริ่มกันที่ตัวอย่างโค้ดภาษา Fortran ที่จะใช้ nested loop เพื่อสร้างตารางคูณสำหรับการศึกษาเบื้องต้นในโรงเรียน:

PROGRAM MultiplicationTable
INTEGER :: i, j
DO i=1,10
  DO j=1,10
    WRITE(*, "(I4)") i*j
  END DO
  WRITE(*, *)
END DO
END PROGRAM MultiplicationTable

ในโค้ดด้านบน nested loop ทำงานโดยการใช้ตัวแปร `i` และ `j` ที่เริ่มจาก 1 ถึง 10 และแสดงผลค่าผลคูณของ `i*j` โดยมีการจัดรูปแบบการแสดงผลเป็นช่องว่าง 4 ช่องเพื่อให้ตารางดูอ่านง่ายยิ่งขึ้น

ตัวอย่างที่ 2: การวิเคราะห์ข้อมูลแบบ Matrix

ตัวอย่างต่อไปเราจะลองวิเคราะห์ข้อมูลที่เก็บในรูปแบบของ matrix เพื่อค้นหาค่ามากที่สุดในแต่ละแถว:

PROGRAM FindMaxInMatrix
INTEGER, DIMENSION(3, 3) :: matrix
INTEGER :: i, j, max

! กำหนดค่าให้กับ Matrix
DATA matrix /1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9/

DO i = 1, 3
  max = matrix(i, 1)
  DO j = 1, 3
    IF (matrix(i, j) > max) THEN
      max = matrix(i, j)
    END IF
  END DO
  WRITE(*,*) "Max value in row", i, "is", max
END DO
END PROGRAM FindMaxInMatrix

Nested loop ในตัวอย่างนี้ทำการเข้าถึงแต่ละแถวและคอลัมน์ใน matrix เพื่อหาค่าสูงสุด และแสดงผลค่าสูงสุดในแต่ละแถว

ตัวอย่างที่ 3: การทำนายผลด้วยการจำลองแบบ Monte Carlo

สำหรับตัวอย่างนี้ เราจะใช้ nested loop เพื่อทำการจำลองสถานการณ์ซ้ำๆ ในโมเดล Monte Carlo ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในหลากหลายสาขาวิชามาก:

PROGRAM MonteCarloSimulation
INTEGER :: i, j, num_simulations, num_trials
REAL :: random_value, success_rate

num_simulations = 1000
num_trials = 100

DO i = 1, num_simulations
  INTEGER :: success_count = 0

  DO j = 1, num_trials
    CALL RANDOM_NUMBER(random_value)
    IF (random_value < 0.5) THEN
      success_count = success_count + 1
    END IF
  END DO

  success_rate = REAL(success_count) / REAL(num_trials)
  WRITE(*,*) "Simulation", i, ":", "Success rate =", success_rate
END DO
END PROGRAM MonteCarloSimulation

ในซิมูเลชั่น Monte Carlo นี้, เรามีการทดลอง (`num_trials`) ซึ่งจำลองการทอยเหรียญและนับครั้งที่ได้ "หัว" (ที่นี่ใช้เกณฑ์ค่า random น้อยกว่า 0.5) ด้วยการทวน (`success_count`). หลังจากนั้นเราคำนวณอัตราความสำเร็จโดยการหารด้วยจำนวนทดลองทั้งหมดและแสดงผลออกมา

การใช้งานในโลกจริง

Nested loop มีการใช้งานในสถานการณ์จริงมากมาย เช่น ในการประมวลผลข้อมูลทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม การสร้างและประมวลผลกราฟิกสามมิติ ในงานวิจัยและทางสถิติ รวมถึงในวงการธนาคารหรือการเงิน ซึ่งต้องการคำนวณความเสี่ยงและทำนายการเคลื่อนไหวของตลาด

การเรียนรู้และความสามารถในการใช้ nested loop อย่างมีประสิทธิ์ภาพจึงเป็นฝีมือที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับนักวิจัย นักลงทุน และนักวิชาการในนามของการวิเคราะห์ข้อมูล

เชิญชวนเข้าร่วมเรียนรู้ที่ EPT

ที่ Expert-Programming-Tutor (EPT), เราให้ความสำคัญกับการเรียนรู้ที่มีคุณภาพสูงและการให้คำปรึกษาโดยตรงจากผู้เชี่ยวชาญ เราเชื่อว่าการทำความเข้าใจภายใต้คำแนะนำที่ถูกต้องจะนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งและประสบการณ์การเรียนรู้ที่น่าประทับใจ หากคุณพร้อมที่จะต่อยอดความรู้ในการเขียนโปรแกรม และต้องการเรียนรู้การใช้งาน nested loop ตลอดจนแนวคิดการเขียนโปรแกรมแบบขั้นสูงอื่นๆ อย่าลังเลที่จะสัมผัสประสบการณ์การเรียนรู้อย่างพิเศษกับเราที่ EPT ทุกวันนี้!

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง