Fortran DO 循环，警告仅使用整数

Question

我在我的 Ubuntu 15.04 系统上安装了 gfortran。在编译 Fortran 代码时，DO 循环要求仅采用整数参数，而不是实数值或变量。这包括循环变量和步骤表达式。为什么它也不能取真实值？

下面的程序取自here，嵌套do循环小节的练习3.5。

        program  xytab
        implicit none
        !constructs a table of z=x/y for values of x from 1 to 2 and 
        !y from 1 to 4 in  steps of .5
        real         ::   x, y, z 
        print *, '           x           y           z'
        do  x = 1,2
            do y = 1,4,0.5
                z = x/y
                print *, x,y,z
            end do
        end  do
        end  program xytab

编译后显示的错误是：

xytab.f95:8.4:

 do y = 1,4,0.5
    1
Warning: Deleted feature: Loop variable at (1) must be integer
xytab.f95:8.12:

 do y = 1,4,0.5
            1
Warning: Deleted feature: Step expression in DO loop at (1) must be integer
xytab.f95:7.3:

do x = 1,2
   1
Warning: Deleted feature: Loop variable at (1) must be integer

Answer 1

Fortran 标准现在要求 do 构造的循环控制由（标量）整数表达式给出，并且循环变量是（标量）整数变量。循环控制由 start、step 和 stop 表达式组成（您的 step 表达式是 0.5）。请参阅 Fortran 2008 文档的 R818 和 R819 (8.1.6.2)。那么，这就是简短而简单的答案：标准是这样说的。

正如编译器的消息所暗示的那样，它比这要复杂一些。直到 Fortran 95 之前，Fortran 中都存在使用其他形式的循环控制。也就是说，从 Fortran 95 开始，使用实数表达式是一项已删除的功能。

使用实数表达式有什么危害？使用得当，可想而知，没有坏处。但是它们的便携性确实存在困难。

考虑

do x=0., 1., 0.1
 ...
end do

多少次迭代？那将是（根据 Fortran 90 的规则）MAX(INT((m2 – m1 + m3) / m3), 0) 其中（m1 是起始值（0.），m2 是停止值（1.）和m3 是步长值（@987654329 @))。那是 10 还是 11（甚至是 9）？这完全取决于您的数字表示：我们记得0.1 可能无法准确表示为实数，INT 在转换为整数时会截断。您还必须担心重复添加实数。

所以，使用整数并在循环内做一些算术

do y_loop = 0, 6
  y = 1 + y_loop/2.
  ...
end do

或

y = 1
do
  if (y>4) exit
  ...
  y = y+0.5
end do

最后，您提到了.f90 和.f95 文件后缀。 gfortran 并不首先意味着源代码遵循 Fortran 90 标准（代码会很好）。此外，来自编译器的消息仅仅是警告，可以使用-std=legacy 选项来抑制这些消息。相反，使用-std=f95（或更高版本的标准）这些会成为错误。

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还有一个有趣的事实，请考虑以下 Fortran 90 代码。

real y
integer i

loop_real: do y=1, 4, 0.5
end do loop_real

loop_integer: do i=1, 4, 0.5
end do loop_integer

虽然名为 loop_real 的循环有效，但名为 loop_integer 的循环无效。在迭代计数的计算中，三个表达式被转换为循环变量的种类，带有种类参数。 INT(0.5) 是 0。