如何在现代Fortran中实现位数组？

Question

我是Fortran 2008的新手，正在尝试实现Atkin的筛子。在C++中，我使用std::bitset实现了这一点，但在Fortran2008中找不到任何用于此目的的东西。

有没有人可以给我一些示例代码或者解释一下其中一个的实现策略？

Answer 1

Standard Fortran没有我所理解的std:bitset的精确类比--尽管我承认我的理解可能是有缺陷的。一般来说，如果你想坚持使用标准的Fortran，你可以使用整数作为位集。如果一个整数的位数不足以满足您的需要，请使用整数数组。这确实意味着，跟踪比特集中的第307位的责任落在了您身上。

在2008标准之前，您可以使用bit_size、iand、ibset、btest等函数进行位操作(请参阅您的编译器文档或谷歌获取语言参考，或尝试使用the Intel Fortran documentation)。

如果您不熟悉Fortran的boz字面量，那么请熟悉它们。例如，您可以使用如下语句设置整数的位

integer :: mybits
...
mybits = b'00000011000000100000000000001111'

使用b edit descriptor，你也可以读写二进制文字。例如，语句

write(*,*) mybits
write(*,'(b32.32)') mybits

将产生输出

    50462735
00000011000000100000000000001111

如果你能找到一个足够现代的编译器，那么你会发现2008年的标准增加了一些新的功能，比如bge、bgt、dshiftl、iall等等。它们是为整数数组或整数的输入参数定义的，但我没有任何使用它们传递的经验。

这应该足以让您入门了。

Answer 2

Fortran具有用于操作缺省整数位的位内部函数。位数组很容易在此基础上构建……

确定需要多少位，除以缺省整数中的位数，分配一个默认大小的整数数组，如果除法的模非零，则分配+1的大小，基本上就完成了。Metcalf和Reid中很好地介绍了bit的本质。

Answer 3

您需要的内容可能如下所示：

program test
logical,allocatable:: flips(:)
...
allocate(flips(ntris),status=err)
call tris(ntris,...,flips)
...
end
subroutine tris(nnewtris, ...,flips)
logical flips(nnewtris)
...
if(flips(i)) then
...
end if
return
end