在 Fortran 95 中编程以从数学中计算 Gamma 函数值的函数不会产生正确的值。
我正在尝试在 Fortran 95 中实现一个递归函数,该函数使用Lanczos 近似计算 Gamma 函数的值(是的,我知道在 2003 年标准及更高版本中有一个内在函数)。我非常严格地遵循标准公式,所以我不确定出了什么问题。Gamma 函数的正确值对于我正在进行的一些其他数值计算至关重要,这些数值计算涉及通过递归关系对 Jacobi 多项式进行数值计算。
program testGam
implicit none
integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15,307)
real(dp), parameter :: pi = 3.14159265358979324
real(dp), dimension(10) :: xGam, Gam
integer :: n
xGam = (/ -3.5, -2.5, -1.5, -0.5, 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5 /)
do n = 1,10
Gam(n) = GammaFun(xGam(n))
end do
do n = 1,10
write(*,*) xGam(n), Gam(n)
end do
contains
recursive function GammaFun(x) result(G)
real(dp), intent(in) :: x
real(dp) :: G
real(dp), dimension(0:8), parameter :: q = &
(/ 0.99999999999980993, 676.5203681218851, -1259.1392167224028, &
771.32342877765313, -176.61502916214059, 12.507343278686905, &
-0.13857109526572012, 9.9843695780195716e-6, 1.5056327351493116e-7 /)
real(dp) :: t, w, xx
integer :: n
xx = x
if ( xx < 0.5_dp ) then
G = pi / ( sin(pi*xx)*GammaFun(1.0_dp - xx) )
else
xx = xx - 1.0_dp
t = q(0)
do n = 1,9
t = t + q(n) / (xx + real(n, dp))
end do
w = xx + 7.5_dp
G = sqrt(2.0_dp*pi)*(w**(xx + 0.5_dp))*exp(-w)*t
end if
end function GammaFun
end program testGam
虽然这段代码应该在整个实线上为 Gamma 函数生成正确的值,但无论输入如何,它似乎只能生成接近 122 的常数值。我怀疑有一些我没有看到的奇怪的浮点算术问题。