如何使用 SymPy codegen 生成 Fortran 子例程答案

【问题标题】：How to generate Fortran subroutine with SymPy codegen如何使用 SymPy codegen 生成 Fortran 子例程
【发布时间】：2014-10-09 06:33:37
【问题描述】：

我想用 SymPy codegen 实用程序生成一个 Fortran 子例程。我可以使用codegen(("f", x*y*z), "f95", "filename") 毫无问题地生成 Fortran 函数。但我想生成一个 Fortran 子例程，这样我就可以修改输入数组。我怎样才能做到这一点？文档很差。

【问题讨论】：

标签： sympy codegen

【解决方案1】：

如果有单个标量返回值，则 codegen 实用程序创建一个函数，否则创建一个子例程。对数组有一些支持，但是除非您向 codegen 提供类似表达式的数组，否则不会触发数组功能。文档比较零散，给大家指点一下：

查看自动换行文档中的矩阵向量示例：http://docs.sympy.org/latest/modules/utilities/autowrap.html。 Autowrap 在幕后使用 codegen。

在当前的开发者版本中，还有生成与带有符号元素的矩阵相对应的代码的功能。请参阅http://docs.sympy.org/dev/modules/printing.html#fortran-printing 处的 fcode() 示例。

这里是应该为矩阵向量乘积输出 Fortran 95 子例程的示例代码：

from sympy import *
from sympy.utilities.codegen import codegen
A, B, C = symbols('A B C', cls=IndexedBase)
m, n = symbols('m n', integer=True)
i = Idx('i', m)
j = Idx('j', n)
expr = Eq(C[i], A[i, j]*B[j])
result = codegen(('my_function', expr), 'f95', 'my_project')
print result[0][1]

通过将这些行保存到 my_file.py 并运行 python my_file.py，我得到以下输出：

!******************************************************************************
!*                    Code generated with sympy 0.7.5-git                     *
!*                                                                            *
!*              See http://www.sympy.org/ for more information.               *
!*                                                                            *
!*                       This file is part of 'project'                       *
!******************************************************************************

subroutine my_function(A, B, m, n, C)
implicit none
INTEGER*4, intent(in) :: m
INTEGER*4, intent(in) :: n
REAL*8, intent(in), dimension(1:m, 1:n) :: A
REAL*8, intent(in), dimension(1:n) :: B
REAL*8, intent(out), dimension(1:m) :: C
INTEGER*4 :: i
INTEGER*4 :: j

do i = 1, m
   C(i) = 0
end do
do i = 1, m
   do j = 1, n
      C(i) = B(j)*A(i, j) + C(i)
   end do
end do

end subroutine

【讨论】：

我正在查看您的第二个链接，但我无法将标准设置为 Fortran 95。当我写 fcode(x, standard=95) 时，它会显示 TypeError: Unknown setting 'standard'。你知道有什么问题吗？我正在使用 python 2.7 和 SymPy 0.7.5
看来 'standard' 参数必须是最近添加的，并且可能在 0.7.6 中可用。要获得更现代的代码格式，您可以使用fcode(x, source_format='free')。
抱歉，我就是无法让它工作。您能否给我展示一个使用 python codegen 生成 Fortran 子例程的具体示例？我的目标是生成可编译的 Fortran 代码。我是 python 新手，我正在使用 sympy 来促进编写长数学表达式的工作。
顺便说一句，我最近从 git repo 更新了我的 sympy，现在 fcode(x, standard=95) 可以工作了。它缺少文档中显示的许多功能。
第二个链接指向当前正在开发的版本的文档。