使用 intel 11.1 编译器在 fortran 90 中获取双精度

Question

我有一个非常大的代码，用于建立并迭代求解非线性偏微分方程组，用 Fortran 编写。我需要所有变量都是双精度的。在我为代码编写的附加模块中，我将所有变量声明为双精度类型，但我的模块仍然使用旧源代码中声明为 real 类型的变量。所以我的问题是，当单精度变量乘以 Fortran 中的双精度变量时会发生什么？如果用于存储值的变量声明为双精度，结果是否为双精度？如果双精度值乘以末尾没有“D0”的常数会怎样？我可以在 Intel 11.1 中设置一个编译器选项来使所有实数/双精度/双精度常数吗？

Answer 1

所以我的问题是，在 fortran 中，当单精度变量乘以双精度变量时会发生什么？ 单精度提升为双精度，并且运算以双精度完成。

如果用于存储值的变量声明为双精度，结果是否为双精度？ 不一定。右侧是一个表达式，它不“知道”左侧变量的精度，该变量将存储在左侧。如果Double = SingleA * SingleB（使用名称来指示类型），将以单精度进行计算，然后转换为double进行存储。这不会获得额外的计算精度！

如果一个双精度值乘以一个末尾没有“D0”的常量会怎样？这就像第一个问题一样，常量将提升为双精度，并以双精度进行计算精确。 但是，该常量仍然是单精度的，即使你像双精度常量一样写下了很多位，内部存储也是单精度的，无法代表该精度。例如，DoubleVar * 3.14159265359 将以双精度计算，但将以双精度计算近似于 DoubleVar * 3.14159。

如果希望编译器在常量中保留许多数字，则必须指定常量的精度。 Fortran 90 的方法是根据您需要的任何精度来定义您自己的实际类型，例如，需要至少 14 位十进制数字：

integer, parameter :: DoubleReal_K = selected_real_kind (14)
real (DoubleReal_K) :: A
A = 5.0_DoubleReal_K
A = A * 3.14159265359_DoubleReal_K

Answer 2

Fortran 标准对此非常具体；其他语言也是如此，这确实是您所期望的。如果表达式包含对两个不同精度的浮点变量的运算，则该表达式属于更高精度操作数的类型。例如，

（实数变量）+（双精度变量）-> (双精度)

(双精度变量)*(实数变量) -> (双精度)

(双精度变量)*(实常数) -> (double)

等。

现在，如果您将结果存储在较低精度的浮点变量中，它将再次向下转换。但如果您将其存储在精度更高的变量中，它将保持其精度。

如果在任何情况下您担心单精度浮点变量导致问题，您可以强制将其转换为双精度
使用 DBLE() 内在函数：

DBLE(实数变量) ->双倍的

Answer 3

如果您以 0.1D0 的形式写入数字，它会将其视为双精度数字，否则如果您写入 0.1，则会在转换中丢失精度。
下面是一个示例：

program main
implicit none
real(8) a,b,c
a=0.2D0
b=0.2
c=0.1*a
print *,a,b,c
end program

当用 I 编译时，

ifort main.f90

我得到结果：

0.200000000000000       0.200000002980232       2.000000029802322E-002

当用 I 编译时

ifort -r8 main.f90

，我得到结果：

0.200000000000000       0.200000000000000       2.000000000000000E-002

如果您使用 IBM XLF 编译器，则等价的是

xlf -qautodbl=dbl4 main.f90

Answer 4

Jonathan Dursi 的回答 是正确的 - 你问题的另一部分是是否有办法使所有实数变量双精度。

您可以通过 ifort 编译器使用 -i8（对于整数）和 -r8（对于实数）选项来完成此操作。我不确定是否有办法强制编译器将文字解释为双精度而不指定它们（例如，通过将 3.14159265359 更改为 3.14159265359D0） - 我们不久前遇到了这个问题。