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Ubuntu上Fortran與C語言如何交互

小樊
50
2025-03-10 10:20:19
欄目: 智能運維

在Ubuntu上,Fortran和C語言可以通過幾種不同的方法進行交互。以下是一些常見的方法:

  1. 使用ISO C Binding: Fortran 90及以后的版本支持ISO C Binding,這是一種標準的方法,允許Fortran代碼調用C函數,反之亦然。為了使用ISO C Binding,你需要在Fortran代碼中使用bind(C)屬性,并確保遵循C的命名和調用約定。

    Fortran示例(假設文件名為example.f90):

    subroutine add(a, b, c) bind(C, name="add")
        use, intrinsic :: iso_c_binding
        real(c_double), intent(in) :: a, b
        real(c_double), intent(out) :: c
        c = a + b
    end subroutine add
    

    C示例(假設文件名為example.c):

    #include <stdio.h>
    
    // 聲明Fortran子程序,確保名稱匹配
    double add_(double *a, double *b, double *c);
    
    int main() {
        double x = 1.0, y = 2.0, z;
        z = add_(&x, &y, &z);
        printf("The sum is %f\n", z);
        return 0;
    }
    

    注意Fortran編譯器會將函數名修飾為add_,因此在C中調用時需要加上下劃線。

  2. 使用extern “C”: 在C++中,你可以使用extern "C"來聲明Fortran函數,以避免名稱修飾。但是,這種方法不適用于純C環境。

  3. 使用C接口文件: 你可以創建一個C接口文件(通常是.h文件),其中包含Fortran子程序的C風格的聲明。然后,在C代碼中包含這個頭文件,并鏈接到Fortran編譯器生成的庫。

  4. 使用CMake或Makefile: 為了簡化構建過程,你可以使用CMake或Makefile來管理編譯和鏈接步驟。這些工具可以幫助你自動處理編譯器標志和依賴關系。

  5. 使用共享庫: 你可以將Fortran代碼編譯成共享庫(.so文件),然后在C程序中使用dlopendlsym函數動態加載和調用Fortran函數。這種方法比較高級,通常用于需要在運行時動態加載函數的場景。

下面是一個簡單的CMakeLists.txt文件示例,用于構建上述Fortran和C代碼:

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(FortranCInteraction)

# 設置Fortran編譯器
set(CMAKE_Fortran_COMPILER gfortran)

# 添加Fortran源文件
add_library(fortran_lib SHARED example.f90)

# 添加C源文件
add_executable(c_app example.c)

# 鏈接Fortran庫到C程序
target_link_libraries(c_app fortran_lib)

使用CMake構建項目時,只需在項目目錄中運行以下命令:

mkdir build
cd build
cmake ..
make

這將編譯Fortran代碼為共享庫,并將其鏈接到C程序中。然后你可以運行生成的可執行文件c_app來測試交互。

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