用于 Fortran 的 mex 网关中 REAL 变量的可移植声明

Question

我正在为一段 Fortran 代码编写一个 mex 网关。

在 Fortran 代码中，为了可移植性，浮点变量声明为

REAL(kind(0.0D0)) :: x, y, etc

（顺便说一句，我知道有更好的方法可以做到这一点，如在 Fortran: integer*4 vs integer(4) vs integer(kind=4), What does "real*8" mean?，和 https://software.intel.com/en-us/blogs/2017/03/27/doctor-fortran-in-it-takes-all-kinds)

但是，在我看来，mex 只支持 REAL*8 和 REAL*4，前者是 Double，后者是 Single。我从以下函数/子例程中得到了这个印象：

mxIsDouble、mxIsSingle、mxCopyPtrToReal8、mxCopyReal8ToPtr、mxCopyPtrToReal4、mxCopyReal4ToPtr

我的问题如下。

1. mex 是否只支持 REAL*8 和 REAL*4？

2. 如果我将双精度浮点变量声明为，是否会提高 mex 网关的可移植性

   REAL(kind(0.0D0)) :: x, y 等

甚至

integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15, 307)
real(kind=dp) :: x, y, etc

或者我应该简单地声明

REAL*8 :: x, y, etc 

1. 是否所有平台都支持 REAL*8 和/或 REAL*4？如果不是，这是否意味着 MATLAB mex 本质上是不可移植的？

2. 在 Fortran 代码的 mex 网关中指定浮点变量类型的最佳方法是什么？

以下代码是一个示例。请参阅 x、y 和 xs 的声明。

#include "fintrf.h"

      subroutine mexFunction(nlhs, plhs, nrhs, prhs)
C     y = square (x) 
C     x: a floating point scalar
C     y: x^2

      implicit none

C     mexFunction arguments 
      integer, intent(in) :: nlhs, nrhs 
      mwPointer, intent(in) :: prhs(nrhs)
      mwPointer, intent(inout) :: plhs(nlhs)

C     function declarations:
      mwPointer, external :: mxCreateDoubleScalar, mxGetPr
      mwSize, external :: mxGetM, mxGetN
      integer*4, external :: mxIsDouble, mxIsSingle 

C     variables
      mwSize, parameter :: mwOne = 1
      integer, parameter :: dKind = kind(0.0D0) 
      integer, parameter :: sKind = kind(0.0) 
      real(kind=dKind) :: x, y ! Does this improve the portablity?
      real(kind=sKind) :: xs ! Does this improve the portablity?

C     validate number of arguments
      if (nrhs .ne. 1) then
         call mexErrMsgIdAndTxt ('mex:nInput', '1 input required.')
      endif
      if (nlhs .gt. 1) then
         call mexErrMsgIdAndTxt ('mex:nOutput', 'At most 1 output.')
      endif

C     validate input
      if (mxIsDouble(prhs(1)) .ne. 1 .and. mxIsSingle(prhs(1)) .ne. 1) 
      ! What if the input is a floating point number but neither Double nor Single? 
     + then 
          call mexErrMsgIdAndTxt ('mex:Input', 'Input a real number.')
      endif
      if (mxGetM(prhs(1)) .ne. 1 .or. mxGetN(prhs(1)) .ne. 1) then
          call mexErrMsgIdAndTxt ('mex:Input', 'Input a scalar.')
      endif

C     read input
      if (mxIsDouble(prhs(1)) .eq. 1) then
         call mxCopyPtrToReal8(mxGetPr(prhs(1)), x, mwOne) 
      else
         call mxCopyPtrToReal4(mxGetPr(prhs(1)), xs, mwOne)
         x = real(xs, dKind) 
         ! What if the input is a floating point number but neither REAL*8 nor REAL*4
      endif

C     do the calculation
      y = x**2

C     write output
      plhs(1) = mxCreateDoubleScalar(y)

      return
      end subroutine mexFunction

代码运行正确。但我不确定它是否便携。

Answer 1

REAL*4 和 REAL*8 是非标准且不可移植的。 REAL(KIND(0.0D0) 在每个平台上为您提供 DOUBLE PRECISION，这是 Fortran 标准所要求的。

我无法与 MEX 网关交谈，但您应该避免使用明显的非标准功能。

一个流行的选择是定义一个模块，为使用的种类声明命名（PARAMETER）常量。例如：

module kinds integer, parameter :: SP = KIND(0.0) integer, parameter :: DP = KIND(0.0D0) end module kinds

然后您可以使用SP 和DP 作为种类值。如果您需要更改这些，只需编辑模块即可。

Answer 2

目前，将变量定义为 REAL*8/REAL*4 或 REAL(REAL64)/REAL(REAL32) 没有区别。将来 MathWorks 可能会出现并重写他们的函数以使用可移植变量声明，但在我看来这不太可能有很多原因。

如果您查看 fintrf.h 文件（包含在每个 Fortran MEX 网关源文件中），您会看到所有 MEX 特定过程都使用“星号符号”定义，例如# define MWPOINTER INTEGER*8。因此，即使您使用 iso_fortran_env 或 selected_real_kind 中的种类定义所有变量，只要您使用 MathWorks 变量类型，您仍然使用“星号表示法”类型，除非您浏览该头文件并使用您选择的种类重新定义每个符号规范。