如何将数组及其维度从 Python 传递到 Fortran 并在子例程中使用它？答案

【问题标题】：How pass an array and its dimension from Python to Fortran and use it among subroutines?如何将数组及其维度从 Python 传递到 Fortran 并在子例程中使用它？
【发布时间】：2022-11-09 03:46:06
【问题描述】：

所以我想要实现的是以下几点：

在 Python 中定义一个数组；
传递该数组及其维度通过f2py 进入 Fortran；
在 Fortran 代码中的各种子例程中使用该数组。（Fortran 代码不会更改数组。）
我已经知道在this answer 的公共块中这是不可能的。 Fortran 代码由许多单独的脚本组成，因此我也不能使用contains。是否有可能以其他方式实现？提前致谢！

【问题讨论】：

标签： python arrays fortran f2py

【解决方案1】：

是的，这是可能的。这是一种方法。

像这样创建fortran代码......

!example.f90
subroutine compute(x_1d, x_2d, nx, ny)

  implicit none
  integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15, 307) !double precision

  ! input variables
  integer, intent(in)       :: nx
  integer, intent(in)       :: ny
  real(kind=dp), intent(in) :: x_1d(nx), x_2d(nx, ny)

  !f2py intent(in) x_1d, x_2d

  print *, 'Inside fortran code'
  print *, 'shape(x_1d) = ',  shape(x_1d)
  print *, 'shape(x_2d) = ',  shape(x_2d)

end subroutine compute

使用 f2py 编译它以制作一个可以导入 python 的模块。

python -m numpy.f2py -m example -h example.pyf example.f90
python -m numpy.f2py -c --fcompiler=gnu95 example.pyf example.f90

现在你应该有一个名为example.cpython-39-x86_64-linux-gnu.so 的共享对象文件，可以像这样直接导入python：

#example.py
from example import compute
import numpy as np

def main():

    nx = 2
    ny = 4

    x = np.random.rand(nx)
    y = np.random.rand(nx, ny)

    print(compute.__doc__)

    compute(x, y)

    return

if __name__ == "__main__":
    main()

运行python example.py 给出：

compute(x_1d,x_2d,[nx,ny])

Wrapper for ``compute``.

Parameters
----------
x_1d : input rank-1 array('d') with bounds (nx)
x_2d : input rank-2 array('d') with bounds (nx,ny)

Other Parameters
----------------
nx : input int, optional
    Default: shape(x_1d, 0)
ny : input int, optional
    Default: shape(x_2d, 1)

 Inside fortran code
 shape(x_1d) =            2
 shape(x_2d) =            2           4

请注意，您不需要显式传递维度。它由f2py 和我们放入fortran 代码!f2py 的指令自动处理。

【讨论】：