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bit fortran

其他 - Fortran整数的位大小

发布于 2020-05-02 01:58:05

我有以下程序给出一个最小的示例,我对通用或Fortran中的位表示都不了解。如果我用编译,gfortran 7.5或者ifort 18.0它通过了所有断言,而我不明白为什么。

函数popcnt返回I的二进制表示形式中设置的位数(“ 1”位)。

以我的理解,有符号整数的符号被编码为一位,因此,如果我从popcnt(n)转到popcnt(-n)它,则应改变一位。如果我可以表示n为2的幂,则它应该具有popcnt1或2 的幂(取决于符号)。我的思维错误是什么?

program bit_sizes
    use iso_fortran_env, only: int64
    implicit none
    integer(int64), parameter :: n = -4294967296_int64

    call assert(2_int64 ** 32_int64 == -n)
    call assert(popcnt(-n) == 1)
    call assert(popcnt(n) == 32)

contains

    subroutine assert(cond)
        logical, intent(in) :: cond
        if (.not. cond) error stop
    end subroutine
end program


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提问者
mcocdawc
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Pierre de Buyl 2020-02-13 17:37

错误是假定处理器将遵循该逻辑:-)

正整数遵循简单的级数,负整数不保证其表示形式。

我编写了一个例程来显示Fortran值中的位串,该例程将用户从命令行输入。检查您的结果:

program bit_sizes
  use iso_fortran_env, only: int64
  implicit none
  integer(int64) :: n

  do while (.true.)
     write(*,*) 'enter value'
     read(*,*) n
     write(*,*) 'n', n
     write(*,*) 'popcnt(n)', popcnt(n)
     call print_bitstring(n)
     write(*,*) '-n', -n
     write(*,*) 'popcnt(-n)', popcnt(-n)
     call print_bitstring(-n)
  end do

contains

  subroutine assert(cond)
    logical, intent(in) :: cond
    if (.not. cond) error stop
  end subroutine assert

subroutine print_bitstring(i)
  integer(kind=int64), intent(in) :: i

  integer :: j, n
  character(len=:), allocatable :: bitstring
  n = bit_size(i)
  allocate(character(len=n) :: bitstring)

  do j = 1, n
     if (btest(i,j-1)) then
        bitstring(j:j) = '1'
     else
        bitstring(j:j) = '0'
     end if
  end do

  write(*,*) bitstring

end subroutine print_bitstring

end program bit_sizes

在Linux 64位上使用gfortran,我有

$ ./bit_sizes 
 enter value
1
 n                    1
 popcnt(n)           1
 1000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 -n                   -1
 popcnt(-n)          64
 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
 enter value
2
 n                    2
 popcnt(n)           1
 0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
 -n                   -2
 popcnt(-n)          63
 0111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111
 enter value
4294967296
 n           4294967296
 popcnt(n)           1
 0000000000000000000000000000000010000000000000000000000000000000
 -n          -4294967296
 popcnt(-n)          32
 0000000000000000000000000000000011111111111111111111111111111111
 enter value