在 Fortran 中完全表达双精度值的可移植格式是什么？

Question

假设我希望以可移植的方式将一个双精度值写入 ASCII 文件，使其达到全精度。（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，例如用 MATLAB 或 Python 编写，能够读取文件并存储与 Fortran 程序内部相同的确切值。

默认的 ASCII 输出简单地完成如下：

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

我知道不同的编译器可能有不同的格式默认值和要求。例如，ifort编译上面的例子没有问题，并产生以下输出：

   3.14159265358979
       3.1415926535897931
   3.141592653589793
        3.14159265358979311600

gfortran(gcc version 4.8.2) 另一方面，第二个输出语句需要一个宽度，所以编译失败。注释掉第二个输出语句'(f)'允许编译，结果（此处添加空行）为：

   3.1415926535897931

   3.141592653589793
        3.14159265358979311600

我无法访问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。

您会注意到结果各不相同。我希望没有一个结果是精确的，而是精确到机器精度。当然，对于大多数用途，大约 15 位数字是可以接受的，但我对全精度输出很好奇，因此可以通过 ASCII 输出在程序之间传递一个数字而不会损失精度。

我的问题

有没有一种便携式方法可以输出real全精度？我特别要求双精度real，但如果有一种kind独立的方式来做到这一点，我会优先考虑那个答案。据推测，人们可以使用“EXCESSIVE PRECISION”方法，但也可以使用简洁的加分项。

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个，则不会丢失任何位。所以对于双精度 IEEE 浮点数，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 为实数值提供“十六进制格式”，保留所有位，但我认为只有 C/C++ 理解它。