Ubuntu上Fortran與Python如何結合

在Ubuntu上，Fortran與Python的結合可以通過多種方式實現，以下是幾種常見的方法：

使用f2py模塊

f2py是Python的一個擴展模塊，它允許Python程序調用Fortran編寫的共享庫（.so文件）。首先，你需要確保Fortran編譯器（如gfortran）已經安裝在你的系統上。然后，你可以使用f2py來編譯和鏈接Fortran代碼。

1. 編寫Fortran代碼：創建一個Fortran源文件，例如example.f90。

      subroutine example()
          implicit none
          print *, 'Hello from Fortran!'
      end subroutine example

2. 編譯Fortran代碼：使用gfortran編譯Fortran代碼生成共享庫。

gfortran -c example.f90
gfortran -shared -o libexample.so example.o

3. 在Python中使用f2py：創建一個Python腳本，例如call_fortran.py。

import numpy as np
from scipy.linalg import f2py

# 加載共享庫
libexample = f2py.load_module('libexample', 'example')

# 調用Fortran子程序
libexample.example()

4. 運行Python腳本：

python call_fortran.py

使用Cython

Cython是一種編程語言，它擴展了Python，使得編寫高性能的Python代碼變得更加容易。你可以使用Cython將Fortran代碼封裝在Python中。

1. 編寫Fortran代碼：創建一個Fortran源文件，例如example.f90。

      subroutine example()
          implicit none
          print *, 'Hello from Fortran!'
      end subroutine example

2. 編寫Cython包裝器：創建一個Cython文件，例如example_wrapper.pyx。

cdef extern from "example.f90":
    void example()

def py_example():
    example()

3. 創建setup.py：

from setuptools import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(
    ext_modules=cythonize("example_wrapper.pyx")
)

4. 編譯和安裝：

python setup.py build_ext --inplace

5. 在Python中使用：

import example_wrapper

example_wrapper.py_example()

使用PyFortran

PyFortran是一個用于在Python中調用Fortran代碼的庫。它提供了一種簡單的方式來調用Fortran編寫的函數。

1. 安裝PyFortran：

pip install pyfortran

2. 編寫Fortran代碼：創建一個Fortran源文件，例如example.f90。

      subroutine example()
          implicit none
          print *, 'Hello from Fortran!'
      end subroutine example

3. 編譯Fortran代碼：使用f2py或其他工具將Fortran代碼編譯為共享庫。

4. 在Python中使用PyFortran：

import pyfortran
import pyfortran.module

# 加載共享庫
example_module = pyfortran.module.Module('example')

# 調用Fortran子程序
example_module.example()

通過以上方法，你可以在Ubuntu上將Fortran與Python結合起來，實現高性能的計算和數據處理。選擇哪種方法取決于你的具體需求和偏好。