formatting - 在 Fortran 中完全表达 double 值的可移植格式是什么？

Question

假设我希望以可移植的方式将 double 值写入 ASCII 文件，并达到其全精度。 (显然，原始二进制输出是表达数字的最紧凑的方式，但这不是我在这里要问的。)

我想要另一个程序，用例如编写的MATLAB 或 Python，能够读取文件并存储与 Fortran 程序内部相同的精确值。

默认的 ASCII 输出如下:

program main
   use, intrinsic :: ISO_FORTRAN_ENV, only : dp=>REAL64, stdout=>OUTPUT_UNIT
   implicit none

   real(kind=dp), parameter :: pi = 3.141592653589793238462643383279502884197_dp

   write(stdout,*) pi            ! Test the default format 
   write(stdout,'(f)') pi        ! Test the specific decimal default format
   write(stdout,'(f20.15)') pi   ! Probably sufficient precision...
   write(stdout,'(f30.20)') pi   ! EXCESSIVE PRECISION!

end program main

我了解不同的编译器可能有不同的格式默认值和要求。例如，ifort 编译上面的示例没有问题，并生成以下输出:

   3.14159265358979
       3.1415926535897931
   3.141592653589793
        3.14159265358979311600

另一方面，

gfortran(gcc 版本 4.8.2)需要第二个输出语句的宽度，因此编译失败。注释掉第二个输出语句'(f)'允许编译，结果(这里添加一个空行)是:

   3.1415926535897931

   3.141592653589793
        3.14159265358979311600

我无权访问nagfor，也没有安装任何其他Fortran编译器，所以我不在这里测试它们。

您会注意到结果有所不同。我预计没有一个结果是精确的，但精确到机器精度。当然，对于大多数用途来说，大约 15 位数字是可以接受的，但我对全精度输出很好奇，这样数字就可以通过 ASCII 输出在程序之间传递，而不会损失精度。

我的问题

是否有一种可移植的方式来输出完全精度的实数？我特别要求使用 double 实数，但如果有一种与kind无关的方法来做到这一点，我会优先考虑这个答案。据推测，人们可以使用“过度精确”的方法，但也可以为简洁加分。

Answer 1

通常情况下，如果您的十进制数字比数据类型可以表示的多三位，则不会丢失任何位。因此，对于 double IEEE float ，这将是 18 位数字。

您的第二种格式使用 ifort 支持但 gfortran 不支持的非标准语法。我不推荐使用它。

Fortran 2018 为实值提供“十六进制格式”，保留所有位，但我认为只有 C/C++ 可以理解它。