Fortran 中的长整型

Question

我正在尝试处理大数字（~10^14），并且我需要能够存储它们并迭代该长度的循环，即

n=SOME_BIG_NUMBER
do i=n,1,-1

我尝试了通常的星号表示法，kind=8< /code> 等，但似乎没有任何作用。 然后我检查了巨大的内部函数，代码：

program inttest

print *,huge(1)
print *,huge(2)
print *,huge(4)
print *,huge(8)
print *,huge(16)
print *,huge(32)

end program inttest

在所有情况下都会产生数字 2147483647。这是为什么呢？我在 64 位机器上使用 gfortran (f95)。

如果我需要一个 bignum 库，人们会推荐哪一个？

Answer 1

我在 Mac 上使用的 gfortran 版本是 4.3、4.4 和 4.5，支持 8 字节整数。在 Fortran >= 90 中选择变量类型的最佳方法是使用内部函数来指定所需的精度。尝试：

integer, parameter :: LargeInt_K = selected_int_kind (18)
integer (kind=LargeInt_K) :: i, n

获取至少 18 位十进制数字，通常是 8 字节整数。

在gfortran 4.3中，巨大（1_LargeInt_K）输出9223372036854775807。当您编写巨大（1）等时，默认情况下常量是默认整数，这里显然是4个字节，因为巨大返回2147483647。所以有时您需要指定常量，而不仅仅是变量——更常见的是，当人们丢失实常量的有效数字时，这会让人感到困惑，实常量默认为单精度。

另请参阅 Fortran：整数*4 与整数(4) 与整数(kind=4)< /a>

通常 gfortran 的命令名称为 gfortran。 f95 可以是不同的编译器吗？尝试“gfortran -v”和“f95 -v”。

Answer 2

您误解了 HUGE 函数的精确定义。 HUGE(num) 返回与 num 具有相同种类和类型的最大数字。返回的值也具有与 num 相同的种类和类型。由于所有输入值都是（默认）整数HUGE，因此正确地返回最大的默认大小整数。

HUGE(num) 不会返回 kind=num 的最大整数。 HUGE(num) 也不会返回以 num 字节表示的最大数字。虽然许多编译器使用 integer(kind=4) 和 integer(kind=8) etc 来表示 4 字节和 8 字节整数，但这是不受语言标准的保证，并且不能依赖其可移植性。

@MSB 的答案告诉你如何做你想做的事，我只是插话一些澄清。

Answer 3

摘要：考虑查看编译器选项。

自从我做FORTRAN以来已经很长时间了，我不记得使用过HUGE()，但我稍微看了一下这个。我的 Intel Linux 机器有 gfortran 4.1.2。我发现我必须在打开 -fdefault-integer-8 选项的情况下进行编译才能使其适用于 64 位整数。具体来说，使用以下代码：

      program inttest
      print *, huge(1)
      end program inttest

运行

$ gfortran inttest.for

创建了一个可执行文件，打印：

2147483647

但是，运行：

$ gfortran -fdefault-integer-8 inttest.for

生成一个可执行文件，其输出如下：

9223372036854775807

另外，当我将变量声明为整数*8 并在不使用 -fdefault-integer-8 选项的情况下进行编译时，出现错误。代码：

  program inttest2
  integer*8  test_int
  test_int = 9223372036854775807
  print *, test_int
  end program inttest2

运行

$ gfortran inttest2.for

结果为

在文件 inttest.for:4

<前><代码> test_int = 9223372036854775807
1

错误：整数对于 (1) 处的同类来说太大

但是，当我使用 -fdefault-integer-8 选项编译时，一切正常，并且我得到了一个打印的可执行文件

9223372036854775807

也许还有其他有用的 gfortran 选项，但我没有进一步调查。

当然，这仍然无法得到 10^14，但它可能有助于解释您所看到的结果。