Fortranで数値計算の結果やデータを思い通りに出力・入力したいとき、FORMAT文（または書式指定子）が非常に役立ちます。これを使うと、数値の桁数、小数点以下の表示、文字の配置などを細かく制御できます。
FORMAT文とは？
READ文やWRITE文（PRINT文も含む）でデータの入出力を行う際、そのデータの「形」を指定するのがFORMAT文の役割です。例えば、「整数を5桁で表示したい」「実数を小数点以下3桁まで表示したい」といった要望に応えられます。
書式指定は、主に2つの方法で行います。
WRITE文やREAD文の中に直接書式を書く方法:WRITE(*, '(書式指定子)') 変数リスト READ(*, '(書式指定子)') 変数リスト*は標準出力（通常は画面）や標準入力（通常はキーボード）を意味します。2番目の引数に書式指定子を文字列として記述します。- 別行に
FORMAT文を用意し、文番号で参照する方法:WRITE(*, 100) 変数リスト 100 FORMAT(書式指定子) READ(*, 200) 変数リスト 200 FORMAT(書式指定子)WRITE文やREAD文の2番目の引数に文番号（例:100,200）を指定し、対応するFORMAT文で書式を定義します。FORMAT文はプログラム内のどこに書いても良いですが、参照するWRITE/READ文の近くか、プログラムの最後にまとめて書くスタイルが一般的です。
どちらの方法でも同じことができますが、複雑な書式や同じ書式を何度も使う場合は、FORMAT文を使うとコードがすっきりすることがあります。
主要な書式記述子（エディットディスクリプタ）
FORMAT文や書式指定文字列の中には、「書式記述子」と呼ばれるコードを記述します。よく使われるものをいくつか紹介します。
| 記述子 | 形式例 | 説明 | 例 (出力値) |
|---|---|---|---|
I | Iw, Iw.m | 整数 (Integer)。wは全体の桁数（フィールド幅）。mは最小表示桁数（足りない場合は前に0が付く）。 | WRITE(*,'(I5)') 123 → ␣␣123WRITE(*,'(I5.4)') 123 → ␣0123 |
F | Fw.d | 実数（固定小数点形式, Fixed-point）。wは全体の桁数（符号、小数点を含む）、dは小数点以下の桁数。 | WRITE(*,'(F7.3)') 12.345 → 12.345WRITE(*,'(F8.2)') -12.345 → ␣-12.35 (四捨五入) |
E | Ew.d, Ew.dEe | 実数（指数形式, Exponential）。wは全体の桁数、dは仮数部の小数点以下の桁数。eは指数部の桁数。科学技術計算で大きな値や小さな値を扱う際に便利です。 | WRITE(*,'(E12.5)') 12345.6 → ␣0.12346E+05 |
ES | ESw.d, ESw.dEe | 実数（科学形式, Scientific）。Eと似ていますが、仮数部が 1 ≤ |仮数| < 10 の形になるように調整されます。 | WRITE(*,'(ES12.5)') 12345.6 → ␣1.23456E+04 |
EN | ENw.d, ENw.dEe | 実数（工学形式, Engineering）。指数部が3の倍数になるように調整されます (例: E+03, E-06)。 | WRITE(*,'(EN12.4)') 12345.6 → 12.3456E+03 |
G | Gw.d, Gw.dEe | 汎用 (General)。数値の大きさに応じてF形式かE(またはES)形式を自動で選択してくれます。便利ですが、出力形式が揃わない可能性もあります。 | WRITE(*,'(G12.5)') 12.3456 → ␣␣12.346␣␣WRITE(*,'(G12.5)') 1234567.8 → ␣0.12346E+07 |
A | A, Aw | 文字 (Character)。wを指定すると、その幅で出力します。指定しない場合、文字変数の長さで出力されます。wが文字長より短い場合は先頭からw文字、長い場合は右詰めで空白が追加されます。 | CHARACTER(LEN=5) :: str = "Hello" → HelloWRITE(*,'(A3)') str → HelWRITE(*,'(A7)') str → ␣␣Hello |
L | Lw | 論理値 (Logical)。通常、T (真) または F (偽) として出力されます。wはフィールド幅。 | LOGICAL :: flag = .TRUE. → ␣T |
X | nX | 空白 (Space)。n個の空白を挿入します。出力の位置調整に使います。 | WRITE(*,'(I3, 3X, I3)') 10, 20 → ␣10␣␣␣␣20 |
T | Tn, TLn, TRn | タブ (Tabulation)。Tnは絶対位置nへ移動。TLnは現在位置から左へn文字移動。TRnは現在位置から右へn文字移動。 | WRITE(*,'(I5, T10, I5)') 1, 2 → ␣␣␣␣1␣␣␣␣␣␣␣␣2 (10桁目から2番目の整数) |
/ | / | 改行 (New Line)。出力時に新しい行を開始します。 | WRITE(*,'(A, /, A)') "Line 1", "Line 2" → Line 1 |
' ', " " | '文字列', "文字列" | 文字定数。指定した文字列をそのまま出力します。 | WRITE(*,'("Value = ", F5.2)') 1.23 → Value = ␣1.23 |
| 繰り返し | r(記述子), r記述子 | 同じ書式記述子をr回繰り返します。 | WRITE(*,'(3I5)') 1, 2, 3 → ␣␣␣␣1␣␣␣␣2␣␣␣␣3 (I5, I5, I5と同じ) |
Note: ␣ は空白文字を表します。
Note: w（フィールド幅）が指定された値を出力するのに足りない場合、多くの処理系ではフィールド全体がアスタリスク (*) で埋められます。
使用例
いくつかのデータ型を組み合わせて出力してみましょう。
PROGRAM format_example IMPLICIT NONE INTEGER :: id = 101 REAL :: temperature = 25.678 CHARACTER(LEN=10) :: status = "OK" LOGICAL :: is_valid = .TRUE. ! WRITE文の中に直接書式を書く例 WRITE(*, '("ID:", I4, 3X, "Temp:", F7.2, 3X, "Status:", A, 3X, "Valid:", L1)') & id, temperature, status, is_valid ! FORMAT文を使う例 WRITE(*, 100) id, temperature, status, is_valid
100 FORMAT("ID:", I4, 3X, "Temp:", F7.2, 3X, "Status:", A, 3X, "Valid:", L1)
END PROGRAM format_exampleこのプログラムを実行すると、おそらく以下のような出力が得られます（空白の数に注意してください）。
ID: 101 Temp: 25.68 Status:OK Valid:T
ID: 101 Temp: 25.68 Status:OK Valid:TI4: 整数idを4桁で出力 (␣101)。3X: 3つの空白を挿入。F7.2: 実数temperatureを全体7桁、小数点以下2桁で出力 (␣␣25.68)。四捨五入されていますね。3X: 3つの空白を挿入。A: 文字列statusをその長さ（10文字）で出力 (OK␣␣␣␣␣␣␣␣␣␣)。右側に空白が詰められています。もしA2ならOKだけが出力されます。3X: 3つの空白を挿入。L1: 論理値is_validを1桁で出力 (T)。
注意点
- フィールド幅 (
w): 出力する値（符号、小数点、指数部などを含む）に対して十分な幅を指定しないと、アスタリスク(*****)で埋められてしまうことがあります。特に実数型では、符号や小数点も桁数に含まれる点に注意が必要です。 - READ文での書式:
READ文で書式を指定する場合、入力データの形式と書式指定が厳密に一致している必要があります。少しでもずれていると、予期せぬ値が読み込まれたり、エラーが発生したりします。自由形式の入力 (READ(*,*)) の方が扱いやすい場合も多いです。 - 文字定数: 書式内で文字列を出力するには、シングルクォート
'またはダブルクォート"で囲みます。 - 繰り返しとグループ化: 括弧
()を使って書式記述子をグループ化し、そのグループを繰り返すことも可能です。例:'(2(I5, 2X))'は'(I5, 2X, I5, 2X)'と同じ意味になります。
まとめ
FORMAT文（書式指定子）は、Fortranでの入出力をより柔軟かつ精密に制御するための強力な機能です。特に、整形されたレポートや、他のプログラムが読み込むための特定の形式でデータファイルを出力する場合に不可欠です。
最初は少し複雑に感じるかもしれませんが、基本的な書式記述子から試してみて、徐々に慣れていきましょう！
参考情報
- Fortran Standards Documents (規格書): 最新のFortran規格に関する正確な情報源です。（多くの場合、有料または特定の機関経由でのアクセスが必要です）
- Fortran-lang Tutorial – Input/Output: https://fortran-lang.org/learn/quickstart/input_output (基本的な入出力と書式指定について触れられています)
- TutorialsPoint – Fortran Basic Input Output: https://www.tutorialspoint.com/fortran/fortran_basic_input_output.htm (書式記述子の表などが参考になります)
これらのリソースや、利用しているコンパイラのドキュメントも参照して、理解を深めてください。