[Fortranのはじめ方] Part25: ファイルによるデータ可視化ツールとの連携（例：Gnuplot）

program write_data
  implicit none
  integer :: i
  real :: x, y
  integer, parameter :: data_unit = 10

  ! ファイルを開く (ステータスが 'unknown' の場合、新規作成される)
  open(unit=data_unit, file='output.dat', status='unknown', action='write')

  ! 簡単なデータを書き込む (例: y = x^2)
  do i = 1, 10
    x = real(i) * 0.5
    y = x**2
    ! WRITE文でスペース区切りで出力
    write(data_unit, *) x, y
  end do

  ! ファイルを閉じる
  close(data_unit)

  print *, 'データファイル "output.dat" を作成しました。'

end program write_data

$ gnuplot

        G N U P L O T
        Version 5.4 patchlevel 8    last modified 2023-06-07

        Copyright (C) 1986-1993, 1998, 2004, 2007-2023
        Thomas Williams, Colin Kelley and many others

        gnuplot home:     http://www.gnuplot.info
        faq, bugs, etc:   type "help FAQ"
        immediate help:   type "help"  (plot window: hit 'h')

Terminal type is now 'qt'
gnuplot>

gnuplot> plot 'output.dat' with linespoints

gnuplot> set title 'y = x^2 のグラフ'
gnuplot> set xlabel 'x軸'
gnuplot> set ylabel 'y軸'
gnuplot> replot  # 設定を反映して再描画

# Gnuplot スクリプトファイル
set terminal pngcairo size 800,600 enhanced font 'Arial,10' # 出力形式(PNG)とサイズ指定
set output 'graph.png' # 出力ファイル名

set title 'y = x^2 のグラフ'
set xlabel 'x軸'
set ylabel 'y軸'
set grid # グリッド線を表示

plot 'output.dat' with linespoints title '計算結果' lw 2 pt 7 # lw:線の太さ, pt:点の種類

$ gnuplot plot_script.gp

program call_gnuplot
  implicit none
  integer :: i, stat
  real :: x, y
  integer, parameter :: data_unit = 10
  character(len=200) :: command_str

  ! --- データファイルの作成 (内容は先ほどと同じ) ---
  open(unit=data_unit, file='output.dat', status='unknown', action='write')
  do i = 1, 10
    x = real(i) * 0.5
    y = x**2
    write(data_unit, *) x, y
  end do
  close(data_unit)
  print *, 'データファイル "output.dat" を作成しました。'

  ! --- Gnuplotコマンドを文字列として作成 ---
  ! 1. ターミナル設定 (PNG出力)
  command_str = "set terminal pngcairo size 800,600; "
  ! 2. 出力ファイル名設定
  command_str = trim(command_str) // "set output 'graph_from_fortran.png'; "
  ! 3. タイトル・ラベル設定
  command_str = trim(command_str) // "set title 'SYSTEM Call Plot'; set xlabel 'X'; set ylabel 'Y'; "
  ! 4. プロットコマンド
  command_str = trim(command_str) // "plot 'output.dat' with linespoints title 'Data';"

  ! --- SYSTEMサブルーチンでGnuplotを実行 ---
  ! gnuplot に -e オプションでコマンド文字列を渡す
  call system("gnuplot -e """ // trim(command_str) // """")

  ! systemサブルーチンの戻り値を確認 (処理系による)
  ! if (stat /= 0) then
  !   print *, 'Gnuplot の実行に失敗しました。'
  ! end if

  print *, 'Gnuplot を呼び出して "graph_from_fortran.png" を作成しました。'

end program call_gnuplot

program generate_sin_data
  implicit none
  integer :: i
  real :: x, y
  real, parameter :: pi = acos(-1.0) ! 円周率
  integer, parameter :: data_unit = 10
  integer, parameter :: n_points = 100 ! データ点数

  open(unit=data_unit, file='sin_data.dat', status='replace', action='write')

  ! 0 から 4*pi までを n_points 個の点で計算
  do i = 0, n_points
    x = real(i) / real(n_points) * 4.0 * pi
    y = sin(x)
    write(data_unit, '(F10.6, 1X, F10.6)') x, y ! 固定書式で出力
  end do

  close(data_unit)

  print *, '"sin_data.dat" を作成しました。'

end program generate_sin_data

# コンパイル (gfortranの場合)
$ gfortran sin_data.f90 -o sin_data
# 実行
$ ./sin_data
 "sin_data.dat" を作成しました。

set terminal pngcairo size 800,400
set output 'sin_graph.png'

set title 'sin(x) のグラフ (0 <= x <= 4*pi)'
set xlabel 'x'
set ylabel 'sin(x)'
set grid
set xrange [0:4*pi] # x軸の範囲指定
set yrange [-1.1:1.1] # y軸の範囲指定
set xtics ("0" 0, "π" pi, "2π" 2*pi, "3π" 3*pi, "4π" 4*pi) # x軸の目盛り設定

plot 'sin_data.dat' using 1:2 with lines title 'Fortran 計算結果' lw 2

$ gnuplot plot_sin.gp