Fortran的数字

2018-12-12 14:24 更新

Fortran中的数字由三个固有的数据类型来表示:

  • 整型
  • 房地产类型
  • 复杂类型

整型

整数类型只能容纳整数值。下面的例子中提取,可以在通常的4字节的整数是容纳最大价值:

program testingInt
implicit none

   integer :: largeval
   print *, huge(largeval)
   
end program testingInt

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

2147483647

请注意, 大()函数给出可由特定整数数据类型被保持的最大数目。还可以指定使用的那种符的字节数。下面的例子说明了这一点:

program testingInt
implicit none

   !two byte integer
   integer(kind=2) :: shortval
   
   !four byte integer
   integer(kind=4) :: longval
   
   !eight byte integer
   integer(kind=8) :: verylongval
   
   !sixteen byte integer
   integer(kind=16) :: veryverylongval
   
   !default integer 
   integer :: defval
        
   print *, huge(shortval)
   print *, huge(longval)
   print *, huge(verylongval)
   print *, huge(veryverylongval)
   print *, huge(defval)
   
end program testingInt

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

32767
2147483647
9223372036854775807
170141183460469231731687303715884105727
2147483647

实型

它存储浮点数,例如2.0,3.1415,-100.876等

传统上有两种不同类型的 :默认的实型和双精度型。

然而,Fortran语言90/95提供了真实和整数数据类型通过一种说明,我们很快就会研究精密的控制。

下面的例子说明了如何使用真实的数据类型:

program division   
implicit none

   ! Define real variables   
   real :: p, q, realRes 
   
   ! Define integer variables  
   integer :: i, j, intRes  
   
   ! Assigning  values   
   p = 2.0 
   q = 3.0    
   i = 2 
   j = 3  
   
   ! floating point division
   realRes = p/q  
   intRes = i/j
   
   print *, realRes
   print *, intRes
   
end program division  

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

0.666666687    
0

复杂类型

这个用于存储复数。一个复杂的数字有两部分:实部和虚部。两个连续的数字存储单元存储这两个部分。

例如,该复数(3.0,-5.0)等于3.0 - 5.0i

通用功能CMPLX()创建一个复数。它产生的结果是谁的实部和虚部是单精度,而不论输入参数的类型。

program createComplex
implicit none

   integer :: i = 10
   real :: x = 5.17
   print *, cmplx(i, x)
   
end program createComplex

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

(10.0000000, 5.17000008)

下面的程序演示的复杂数字运算:

program ComplexArithmatic
implicit none

   complex, parameter :: i = (0, 1)   ! sqrt(-1)   
   complex :: x, y, z 
   
   x = (7, 8); 
   y = (5, -7)   
   write(*,*) i * x * y
   
   z = x + y
   print *, "z = x + y = ", z
   
   z = x - y
   print *, "z = x - y = ", z 
   
   z = x * y
   print *, "z = x * y = ", z 
   
   z = x / y
   print *, "z = x / y = ", z 
   
end program ComplexArithmatic

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

(9.00000000, 91.0000000)
z = x + y = (12.0000000, 1.00000000)
z = x - y = (2.00000000, 15.0000000)
z = x * y = (91.0000000, -9.00000000)
z = x / y = (-0.283783793, 1.20270276)

该范围大,精度和数字的大小

上整数的范围内,精度和浮点数的大小取决于分配给特定的数据类型比特的数目。

下表显示的比特整数的数量和范围:

比特数最大值原因
64 9,223,372,036,854,774,807 (2 ** 63)-1
32 2,147,483,647 (2 ** 31)-1

下表显示比特,最小和最大的值的数目,并且为实数的精度。

比特数最大值最小值精确
64 0.8E + 308 0.5E-308 15-18
32 1.7E + 38 0.3E-38 6-9

下面的例子说明这一点:

program rangePrecision
implicit none

   real:: x, y, z
   x = 1.5e+40
   y = 3.73e+40
   z = x * y 
   print *, z
   
end program rangePrecision

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

x = 1.5e+40
    1
Error : Real constant overflows its kind at (1)
main.f95:5.12:

y = 3.73e+40
    1
Error : Real constant overflows its kind at (1)

现在让我们用一个较小的数字:

program rangePrecision
implicit none

   real:: x, y, z
   x = 1.5e+20
   y = 3.73e+20
   z = x * y 
   print *, z
   
   z = x/y
   print *, z
   
end program rangePrecision

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

Infinity
0.402144760   

现在,让我们看下溢:

program rangePrecision
implicit none

   real:: x, y, z
   x = 1.5e-30
   y = 3.73e-60
   z = x * y 
   print *, z
   
   z = x/y
   print *, z

end program rangePrecision

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

y = 3.73e-60
    1
Warning : Real constant underflows its kind at (1)

Executing the program....
$demo 

0.00000000E+00
Infinity

那种说明符

在科学程序设计,人们往往需要知道在其上的工作正在做的硬件平台的数据的范围和精度。

本征函数一种()允许您运行程序前查询硬件的数据表示的细节。

program kindCheck
implicit none
   
   integer :: i 
   real :: r 
   complex :: cp 
   print *,' Integer ', kind(i) 
   print *,' Real ', kind(r) 
   print *,' Complex ', kind(cp) 
   
end program kindCheck

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

Integer 4
Real 4
Complex 4

您还可以检查所有类型的数据类型:

program checkKind
implicit none

   integer :: i 
   real :: r 
   character*1 :: c 
   logical :: lg 
   complex :: cp 
   
   print *,' Integer ', kind(i) 
   print *,' Real ', kind(r) 
   print *,' Complex ', kind(cp)
   print *,' Character ', kind(c) 
   print *,' Logical ', kind(lg)
   
end program checkKind

当你编译和执行上面的程序它产生以下结果:

Integer 4
Real 4
Complex 4
Character 1
Logical 4

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