fortran的gui开发 python_python和fortran的接口

由于历史缘故，很多成熟的计算代码都是用fortran写成的。在python中调用fortran代码，要用到f2py这个程序。现在该项目已经合并到numpy中了，先安装python再装好numpy，就可以使用f2py。

一个简单的例子：

foo.f90

subroutine hello (a)

integer a

write(*,*)'Hello from Fortran90!!!', a

end subroutine hello

用终端编译：

f2py -m foo -c foo.f90

在python控制台中运行：

$ python

>>> import foo

>>> foo.hello(15)

Hello from Fortran90!!! 15

明确定义接口的参数：

另外一个例子，非常明确地定义了接口的输入、输出参数：

!SUBROUTINE

SUBROUTINE ADDSUB(A,B,C,D)

IMPLICIT NONE

DOUBLE PRECISION A,B,C,D

!f2py intent(in) :: A,B

!f2py intent(out) :: C,D

C = A + B

D = A - B

print*, "ADDSUB From Fortran!"

print*, "ADD=",C

print*, "SUB=",D

RETURN

END

注意这两行的代码:

!f2py intent(in) :: A,B

!f2py intent(out) :: C,D

对于Fortran只是注释,但对于f2py却很重要,相当于”签名”.

注意签名的注释前面不能有空格!

当然也可以写成如下的形式:

Cf2py intent(in) :: A,B

Cf2py intent(out) :: C,D

下面开始编译Fortran代码为python模块,打开CMD窗口,输入如下命令:

f2py -m testfortran -c testfortran.f90

会在当前目录下生成testfortran.pyd的文件. 下面就可以再python中使用这个模块了:

In [1]: import testfortran

In [2]: print testfortran.__doc__

This module 'testfortran' is auto-generated with f2py (version:2).

Functions:

c,d = addsub(a,b)

In [3]: x=testfortran.addsub(4,9)

ADDSUB From Fortran!

ADD= 13.000

SUB= -5.000

In [4]: x

Out[4]: (13.0, -5.0)

接口参数是数组：

接口参数是数组的情况比较复杂。需要Python中必须确定数组的维数，并且NumPy定义的数组存储方式必须是Fortran的按列存储。

实现方式：

在Python中使用NumPy定义Fortran方式存储的二维数组，利用ndpointer定义数组类型和维数，用ctypes模块调用其data属性将数组首地址传入将二维数组的首地址和维数信息传入Fortran中进行计算并返回。

fortran代码：py2f90.f90

module py2f90

use,intrinsic::iso_c_binding

implicit none

contains

subroutine transferMat2For(matrix,n1,n2)bind(c,name='array2py')

implicit none

integer(c_int),intent(in),value::n1,n2

real(c_float),intent(out)::matrix(n1,n2)

integer::i,j

! initialize matrix

matrix = 0.0E0

! loop

do i=1,n1

do j=1,n2

matrix(i,j) = real(i,4)*1.E1+real(j,4)*2.E0

write(*,"('Row:',i4,1x,'Col:',i4,1x,'Value:',1x,F5.2)")i,j,matrix(i,j)

enddo

return

end subroutine

end module

test_mat.f90:

program test

use py2f90

implicit none

real(kind=4)::aa(4,5)

call transferMat2For(aa,4,5)

end program

python调用代码：test_mat.py

#! /usr/bin/env python

#coding=utf-8

import numpy as np

from numpy.ctypeslib import load_library,ndpointer

from ctypes import c_int

# shape of 2d array

n1,n2 = 2, 5

# create an empty 2d array

data = np.empty(shape=(n1,n2),dtype='f4',order='f')

flib = load_library("test_mat","./")

flib.argtypes = [ndpointer(dtype='f4',ndim=2),c_int,c_int]

flib.array2py(data.ctypes.data,n1,n2)

print("*"*80)

print(data)

终端编译指令：

f2py -m test_mat -c test_mat.f90 py2f90.f90

在终端输入：python test_mat.py，得到：

image.png

作者：Alex_lxy

原文地址：https://www.jianshu.com/p/1f04e2a81798

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