python调用Fortran子程序

本文介绍了如何使用Fortran编写双线性插值程序,并通过f2py将其转换为Python可调用的函数。重点讨论了Python调用Fortran子程序时,尤其是涉及数组和维度时参数顺序的变化。

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1.Fortran子程序是自己写的双线性插值程序。程序参数如下:

2. 写完Fortran程序后,利用f2py将Fortran程序编译成python可以调用的函数。命令如下:f2py -m interp2d -c main.F90。生成如图所示的文件:

3. python调用部分如下:

 

关于变量及参数顺序的说明:

Python和Fortran中数组的维度是相同的,与单独写两种语言不同。

在调用子程序的时候参数的顺序需要变化,当只是数据时,Fortran和python下的参数顺序是一致的,当涉及到数组以及数组维度时,python在调用Fortran程序的时候参数的顺序需要调节。

Fortran子程序参数顺序

Python调用时参数顺序

参数说明

a,b,c

a,b,c

a=a+b

nx,lon

lon,nx

lon(nx)

x,nx,lon

x,lon,nx

x,lon(nx)

nx,ny,temp

temp,nx,ny

temp(ny,nx)

nx,ny,lon,temp

lon,temp,nx,ny

lon(nx),temp(ny,nx)

x,y,nx,ny,lon,temp

x,y,lon,temp,nx,ny

x,y,lon(nx),temp(ny,nx)

x,y,nx,ny,lon,lat,temp

x,y,lon,lat,temp,nx,ny

x,y,lon(nx),lat(ny),temp(ny,nx)

<think>嗯,用户想了解如何在Fortran 77中调用Python程序。首先,我得回忆一下Fortran 77和Python交互的可能方法。Fortran 77是比较老的版本,不像Fortran 2003以后有ISO_C_Binding,所以可能需要用更传统的方式。 首先,用户可能需要数据传递或者执行外部程序。如果是简单的执行,可以用系统调用来运行Python脚本。比如在Fortran调用SYSTEM函数,执行python script.py。但这样的话,数据交互可能得通过文件,比如Fortran把数据写入文件,Python读取处理后再写回,Fortran再读取。不过这种方法效率不高,特别是数据量大时。 另外,可能需要更紧密的集成,比如直接调用Python函数并传参数。这时候可能需要用混合编程,比如把Python嵌入为共享库。但Fortran 77可能不支持直接调用C函数,可能需要写个C的中间层,用Fortran调用C,再C调用Python的API。这比较复杂,特别是内存管理和数据类型转换。 还有,用户可能需要考虑FortranPython的版本兼容性,以及编译环境的配置。比如用f2py生成Python模块,但那是Fortran调用Python的情况,反过来可能不太适用。或者是否有其他工具可以实现Fortran调用Python。 可能得先分情况讨论:简单的系统调用,或者复杂的数据交互。然后详细说明每种方法的步骤,比如系统调用的示例代码,文件交互的流程;混合编程的步骤,包括编译选项、必要的接口代码等。同时要提醒用户注意路径、环境变量、编译器兼容性等问题。 另外,用户可能对Fortran 77的限制不太清楚,比如旧编译器是否支持某些函数,或者是否需要升级到新版本Fortran来更方便地实现。可能需要建议如果可行的话,考虑使用较新的Fortran版本,或者换用其他方法如用Python作为主程序调用Fortran子程序。 还要检查是否有常见的错误,比如路径问题,权限问题,或者Fortran的SYSTEM函数是否可用。可能得给出一个简单的例子,说明如何用SYSTEM调用Python脚本,并传递参数,然后处理输出。 总结下来,回答的结构应该是先介绍系统调用的方法,再介绍更复杂的混合编程方法,比较它们的优缺点,最后给出建议和注意事项。确保步骤清晰,代码示例正确,并提示可能遇到的问题。</think>在Fortran77中调用Python程序可通过系统级交互实现,以下是分步说明: 1. **基础方法:通过系统命令调用** ```fortran C 主程序 PROGRAM MAIN CHARACTER*100 CMD CMD = 'python script.py > output.txt' CALL SYSTEM(CMD) STOP END ``` - 创建`script.py`处理数据并输出到`output.txt` - Fortran通过文件读写获取结果(需添加文件读取代码) 2. **进阶方法:进程间通信(需C语言桥接)** ```fortran C Fortran端 SUBROUTINE PY_CALL() INTEGER STATUS EXTERNAL PYEXEC CALL PYEXEC(STATUS) RETURN END C 编译命令示例: C gfortran -c fortran_code.f C gcc -c c_wrapper.c C gfortran fortran_code.o c_wrapper.o -o main -lpython3.8 ``` ```c /* C语言桥接文件(c_wrapper.c) */ #include <Python.h> void pyexec_(int *status) { Py_Initialize(); PyRun_SimpleString("import script\n" "script.main()"); *status = Py_FinalizeEx(); } ``` 3. **数据交换方案对比** | 方法 | 优点 | 缺点 | |-------------|----------------------|-----------------------| | 文件交互 | 实现简单,跨平台 | 速度慢,需处理文件锁 | | 共享内存 | 速度快 | 需第三方库,复杂度高 | | 套接字通信 | 支持网络,异步处理 | 协议设计复杂 | 4. **注意事项** - 版本兼容:确保PythonFortran编译器位数一致(32/64位) - 环境配置:设置`PYTHONPATH`环境变量 - 内存管理:避免混合编程内存泄漏 - 错误处理:添加状态码返回机制 推荐优先使用文件交互方式,复杂场景可考虑C语言桥接方案。现代开发建议改用Fortran2003+的`ISO_C_BINDING`实现更安全的互操作。
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