Fortran 中的无穷大答案

【问题标题】：Infinity in FortranFortran 中的无穷大
【发布时间】：2011-06-27 23:42:32
【问题描述】：

在 Fortran 中将变量设置为 +Infinity 最安全的方法是什么？目前我正在使用：

program test
  implicit none
  print *,infinity()
contains
  real function infinity()
    implicit none
    real :: x
    x = huge(1.)
    infinity = x + x
  end function infinity
end program test

但我想知道是否有更好的方法？

【问题讨论】：

标签： fortran infinity

【解决方案1】：

如果您的编译器 supports ISO TR 15580 IEEE 算术是所谓的 Fortran 2003 标准的一部分，那么您可以使用来自 ieee_* 模块的过程。

PROGRAM main

  USE ieee_arithmetic

  IMPLICIT NONE

  REAL :: r

  IF (ieee_support_inf(r)) THEN
    r = ieee_value(r,  ieee_negative_inf)
  END IF

  PRINT *, r

END PROGRAM main

【讨论】：

【解决方案2】：

我不会依赖编译器来支持 IEEE 标准并做你所做的几乎所有事情，但有两个变化：

我不会添加huge(1.)+huge(1.)，因为在某些编译器上你可能会以-huge(1.)+1 结尾——这可能会导致内存泄漏（不知道原因，但这是一个实验事实，可以这么说）。
您在此处使用real 类型。我个人更喜欢将所有浮点数保留为real*8，因此所有浮点常量都使用d0 限定，如下所示：huge(1.d0)。当然，这不是规则；有些人喜欢同时使用real-s 和real*8-s。

【讨论】：

real*8 和 double precision (1.d0) 不一定是同一类。当然，使用单精度还是双精度不是个人喜好的问题，而是数学论证和测试的问题。

【解决方案3】：

我不确定下面的解决方案是否适用于所有编译器，但它是一种很好的数学方法，可以像 -log(0) 一样达到无穷大。

program test
  implicit none
  print *,infinity()
contains
  real function infinity()
    implicit none
    real :: x
    x = 0
    infinity=-log(x)
  end function infinity
end program test

也适用于复杂的变量。

【讨论】：

如果您不启用 FPE 捕获，它将在符合 IEEE 的机器上工作。但是，如果您使用无穷大，这样做就很愚蠢。

【解决方案4】：

我不知道最安全的方法，但我可以为您提供一种替代方法。我学会了这样做：

PROGRAM infinity
  IMPLICIT NONE
  INTEGER :: inf
  REAL :: infi
  EQUIVALENCE (inf,infi) !Stores two variable at the same address
  DATA inf/z'7f800000'/ !Hex for +Infinity
  WRITE(*,*)infi
END PROGRAM infinity

如果您在表达式中使用异常值（我认为这通常是不可取的），您应该特别注意编译器如何处理它们，否则您可能会得到一些意想不到的结果。

【讨论】：

【解决方案5】：

这似乎对我有用。定义一个参数

double precision,parameter :: inf = 1.d0/0.d0

然后在 if 测试中使用它。

  real :: sng
  double precision :: dbl1,dbl2

  sng = 1.0/0.0
  dbl1 = 1.d0/0.d0
  dbl2 = -log(0.d0)

  if(sng == inf) write(*,*)"sng = inf"
  if(dbl1 == inf) write(*,*)"dbl1 = inf"
  if(dbl2 == inf) write(*,*)"dbl2 = inf"
  read(*,*)

当使用 ifort & run 编译时，我得到

sng = inf
dbl1 = inf
dbl2 = inf

【讨论】：

这不起作用，至少在 gfortran 中是这样。它会引发编译器错误。