Windows和Linux上Fortran中LOG10的不同结果

我一直在研究需要在Windows和Linux上运行的混合C++/Fortran数值代码，并追踪到LOG10函数的差异。我在Linux上使用gcc/gfortran，在Windows上使用MinGW

下面是一个例子：

PROGRAM FP
REAL VAL1, VAL2, ARG

DATA VAR1 / 12.5663710 /
DATA VAR2 / 10.6640625 /
DATA VAR3 / 1.08791232 /

ARG = VAR1 * VAR2 / VAR3
VAL1 = LOG10 (VAR1 * VAR2 / VAR3)
VAL2 = LOG10 (ARG)

WRITE (*,"(F30.25)") ARG
WRITE (*,"(F30.25)") LOG10(ARG)
WRITE (*,"(F30.25)") VAL1
WRITE (*,"(F30.25)") VAL2

END PROGRAM FP

在Linux上，我得到：

 123.1795578002929687500000000
   2.0905385017395019531250000
   2.0905385017395019531250000
   2.0905385017395019531250000

在Windows上，我可以

 123.1795578002929687500000000
   2.0905387401580810546875000
   2.0905387401580810546875000
   2.0905387401580810546875000

LOG10中也有相同的值，但Linux上会出现2.09053850，Windows上会出现2.09053874。这一差异足以导致测试出现实质性问题。如何在两个平台上获得相同的答案

我正在使用其他人的Fortran代码，我不是浮点实现细节方面的专家，但通过并排跟踪代码直到值出现分歧，我发现了问题。LOG10似乎是罪魁祸首

至于编译器版本，在Linux上我得到：

$ gfortran --version
GNU Fortran (Ubuntu 9.2.1-9ubuntu2) 9.2.1 20191008

在Windows上：

> gfortran --version
GNU Fortran (x86_64-posix-seh-rev0, Built by MinGW-W64 project) 8.1.0

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不同之处在于使用不同的运行库。

log10

函数实现不是来自libgfortran运行时库。相反，在Linux上，称为标准C库GNULIBC（GLIBC）（在libm部分）

其他编译器的做法将有所不同。英特尔Fortran有自己的运行库，它在Linux上给出了答案2.0905387401580801546875000

在Windows上，它可能取决于您使用的GCC发行版。如果您使用的是MinGW，那么将使用MicrosoftC运行时库而不是GNUC库

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据我所知，GLIBC在Windows上根本不可用（）。您可以尝试从此处获取log函数并将其与程序链接，但您必须深入挖掘内部结构。

应通过将log10函数的参数提升为双精度，然后将结果转换回单精度，从而获得跨平台的一致答案。请尝试以下函数

`

`

---

对于Linux上的Intel和gfortran，我得到了

2.0905387401580801546875000

。如果在数组上工作，您甚至可以将函数

设置为elemental

。

可能是由于不同的默认线程状态。这不是同一个问题，而是相关的：这很有趣，并引发了一系列关于跨平台编写数字一致性代码的问题。更复杂的是，我的HP计算器给出2.0905386406923961539363101503375651，将结果之间的差异分开。@AndreasYankopolus计算器值的精度将是两倍甚至更高。为了在Fortran中获得更高的数值精度，可以使用双精度，在有限的情况下，甚至可以使用四倍精度。“种类”表示法是最好的方法，我希望GLIBC和Microsoft之间仍然会有一些差异，即使在双精度方面也是如此。谢谢，这就是我最终解决问题的原因。由于各种原因，我不想更改FORTRAN代码，所以我用<代码> -fDebug T-8/EXECUT>编译了它，并在调用C++代码中执行了浮点>双->浮点转换。

real function mylog10(rarg)
integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15,9)
real, intent(in) :: rarg
mylog10=log10(real(rarg,kind=dp))
end function mylog10