使用英特尔11.1编译器在fortran 90中实现双精度

Question

我有一个很大的代码，用fortran写的，用来建立和迭代求解非线性偏微分方程组。我需要所有的变量都是双精度的。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，在fortran中，单精度变量乘以双精度变量会发生什么？如果用于存储值的变量被声明为双精度，那么结果是双精度吗？如果一个双精度的值乘以一个在末尾没有"D0“的常量，该怎么办？我是否可以在英特尔11.1中设置一个编译器选项，使所有实数/双精度/常量成为双精度？

Answer 1

所以我的问题是，在fortran中，单精度变量乘以双精度变量会发生什么？将单精度提升为双精度，并在双精度下进行运算。

如果用于存储值的变量被声明为双精度，那么结果是双精度吗？不一定。右边是一个表达式，它不“知道”左边变量的精度，它将被存储在其中。如果使用Double = SingleA * SingleB (使用名称表示类型)，则计算将以单精度执行，然后转换为double进行存储。这将不会获得额外的计算精度！

如果一个双精度的值乘以一个在末尾没有"D0“的常量，该怎么办？这就像第一个问题一样，常量将被提升为双精度，计算将以双精度进行。然而，，常量仍然是单精度的，即使你写下许多位数作为双精度常量，内部存储器也是单精度的，不能表示该精度。例如，DoubleVar * 3.14159265359将以双精度计算，但将近似于DoubleVar * 3.14159以双精度计算。

如果要让编译器保留常量中的多位数，则必须指定常量的精度。Fortran 90的方法是使用所需的精度定义您自己的实型，例如，至少需要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精度不同的浮点变量的操作，则该表达式属于较高精度的操作数类型。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)

(double变量)*(实常量) -> (double)

等。

现在，如果您将结果存储在较低精度的浮点变量中，它将再次被向下转换。但是如果你把它存储在一个更高精度的变量中，它会保持它的精度。

如果您担心单精度浮点变量会导致问题，可以使用DBLE()内部函数将其强制转换为双精度：

DBLE(实数变量) ->双精度

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，精度将在转换中丢失。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

在使用

ifort main.f90

我得到的结果是：

0.200000000000000       0.200000002980232       2.000000029802322E-002

在使用

ifort -r8 main.f90

我得到的结果是：

0.200000000000000       0.200000000000000       2.000000000000000E-002

如果使用IBM XLF编译器，等价性为

xlf -qautodbl=dbl4 main.f90