Fortran的数字由三个内部数据类型来表示:
- 整型
- 实型
- 复杂类型
整型
整数类型只能容纳整数值。下面的例子中提取的是持有一个通常的4字节整数的最大值:
program testingInt implicit none integer :: largeval print *, huge(largeval) end program testingInt
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
2147483647
请注意,huge()函数给出能够由特定的整数数据类型可以保持的最大数字。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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
32767 2147483647 9223372036854775807 170141183460469231731687303715884105727 2147483647
实型
它存储的浮点数,例如 2.0,3.1415,-100.876等
传统上有两种不同类型的实型:缺省的实型和双精度型。
然而,Fortran 90/95提供了更多的控制权实数和整数数据类型,通过一种说明,我们将在较短期内学习研究精度。
下面的例子展示了如何使用实型的数据类型:
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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
0.666666687 0
复杂类型
这被用于存储复数。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两个部分。
例如,该复数(3.0,-5.0)等于3.0 - 5.0i
通用函数cmplx() 创建一个复数。它产生的结果是实部和虚部,不论输入参数的类型的单精度。
program createComplex implicit none integer :: i = 10 real :: x = 5.17 print *, cmplx(i, x) end program createComplex
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
(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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
(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)
范围,精度和数字的大小
整数的范围内,精度和浮点数的大小取决于分配给该特定数据类型的比特数。
下表显示的位数和范围的整数:
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 |
下面的表格显示了位,最小和最大的值的数量,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 |
下面的例子演示了这一点:
program rangePrecision implicit none real:: x, y, z x = 1.5e+40 y = 3.73e+40 z = x * y print *, z end program rangePrecision
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
Infinity 0.402144760
现在,让我们看看溢出:
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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
y = 3.73e-60 1 Warning : Real constant underflows its kind at (1) Executing the program.... $demo 0.00000000E+00 Infinity
Kind说明符
在科学程序设计,人们往往需要知道硬件平台上的工作正在进行中的数据的范围和精度。
函数kind() 允许运行一个程序之前查询的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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
Integer 4 Real 4 Complex 4
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
当编译并执行上述程序,将产生以下结果:
Integer 4 Real 4 Complex 4 Character 1 Logical 4