如何将外部文件中的 fortran 代码插入到单独的代码中？

Question

我想让我的代码获取在另一个文档中编写的代码，阅读它，然后像在代码中一样使用它。假设我们有以下内容：

MODULE samplemod
CONTAINS  
  FUNCTION sillysum(boudary,function) RESULT(counter)
    IMPLICIT NONE
    REAL(KIND=8) :: boundary, counter
    REAL(KIND=8), DIMENSION(:) :: function
    INTEGER :: m
    counter = 0.d0
    DO m = 1, my_mesh%me
      counter = function(m) + externalfunction
    END DO
  END FUNCTION sillysum
END MODULE samplemod

PROGRAM sampleprogram
  USE samplemod
  REAL(KIND=8), DIMENSION(:) :: function1
  ALLOCATE(function1(100))
  DO m=1, 100
     function1(i) = i
  END DO
  WRITE(*,*) sillysum(100,function1)    
END PROGRAM sampleprogram

在某个外部文件（比如“externfunct.txt”）中，有人写了m**2。 Fortran 代码如何读取外部函数m**2、SIN(m) 甚至0 并替换externalfunction。这是一个更简单的例子：

REAL(KIND=8) :: x = 2
CHARACTER(LEN=*) :: strng = "external"
WRITE(*,*) "Hello world, 2 + ", strng, " = ", 2 + external

在我写的 txt 文件中我写了SIN(x)。

Answer 1

我认为对此有两种不同的方法（* 事实上，似乎还有“第三种”方法，请参阅编辑）；一种是使用共享库，另一种是使用解析器进行数学表达式。例如，第一种方法在 Rossetastone 页面 (Call a function in a shared library) 和 SO 页面 (Fortran dynamic libraries, load at runtime?) 中进行了描述。对于第二种方法，您可以通过搜索“数学解析器”或“Fortran 数学解析器”等找到第三方库。在这里，我尝试了this one，因为它看起来很简单（只有一个模块，没有安装）。如果我们像这样写一个简单的测试程序

program test
    use interpreter, only: init, evaluate, dp => realkind
    implicit none
    integer, parameter :: mxvars = 10   !! consider 10 variables at most here
    character(10)      :: symbols( mxvars )
    real(dp)           :: values( mxvars ), answer
    character(1000)    :: funcstr  !! a user-defined math expression
    character(5)       :: stat

!> Define variable names.
    symbols( 1 ) = "x"
    symbols( 2 ) = "a"
    symbols( 3 ) = "b"
    symbols( 4 ) = "c"
    symbols( 5 ) = "foo"

!> Get a math expression.
    print *, "Please input a math expression:"
    read(*, "(a)") funcstr    !! e.g., a * x + b

!> Init the evaluator.
    call init( funcstr, symbols, stat )
    if ( stat /= "ok" ) stop "stat /= ok"

!> Set values for the variables.
    values( : ) = 0
    values( 1 ) = 2.0_dp   ! x
    values( 2 ) = 10.0_dp  ! a
    values( 3 ) = 7.0_dp   ! b

!> Evaluate.
    answer = evaluate( values )
    print *, "function value = ", answer

end program

编译成(*1)

$ gfortran -ffree-line-length-none interpreter.f90 mytest.f90

我们可以测试各种表达式如下：

$ ./a.out
 Please input a math expression:
a * x + b
 function value =    27.000000000000000
$ ./a.out
 Please input a math expression:
sin( a * x ) + cos( b ) + foo
 function value =    1.6668475050709324

其他库的用法似乎也很相似。因为每个库的性能可能会有很大差异，所以尝试几个不同的库进行比较可能会很有用。

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(*1) 该模块有一些带有sind、cosd 和tand 的行，但gfortran 不支持它们。因此，为了编译，我将它们注释掉并替换为stop，即，

stop "sind not supported..."
! pdata(st) = sind(pdata(st))

（我猜sind(x) 的意思是sin( x * pi / 180 )，所以可以这样定义。）

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[编辑]

“第三种”方法可能是通过system()，例如this SO page，在Python 或Julia 等解释语言中调用内置eval() 函数。虽然这也有很多弱点（直接使用这些语言可能更容易），但从 Fortran 调用 eval() 可能对某些特定目的有用。