混合编程 Fortran 和 C

Question

我是一名理论物理学研究生，从事宇宙学研究。在我的研究过程中，我使用了相当庞大的 Fortran 代码库，并且我使用 C 来满足我的编程需求。

我已经能够在大量测试文件中链接这两个程序，它们运行良好。但对他们来说，我一直在使用目标文件来链接它们。但是当我试图通过 C 运行真正的交易时，包括对 Fortran 头文件的引用。它们似乎可以很好地集成和相互调用，但是 Fortran 头文件的格式与 C 编译器不兼容，因此当它跳转到头文件时，它开始抛出无法理解语法的错误。

例如，Fortran 头文件使用 real*8 定义双变量，因此当 C 读取它们时会抛出错误。文件中的 cmets 也会发生同样的情况。

所以，我想问有没有什么办法可以解决这个问题？即通过 C 使 fortran 格式的头文件可读。

我浏览了互联网，发现了令人困惑的答案，我不知道该遵循哪一个。对此问题的任何帮助将不胜感激:)

Answer 1

抱歉，您很困惑。什么是 Fortran 头文件？例如，您无法使用 C 编译器读取 Fortran 包含文件！两种语言差别太大。此外，Fortran 包含文件几乎从来都不是与 C 相比的头文件。

我不知道您使用的是哪种编译器。但是，如果您选择了最新的 GCC 版本（Gnu Compiler Collection），那么其中包含的 Fortran 编译器能够考虑 ISO_C_BINDING 功能，这使得 Fortran-C 的耦合更加容易。

例子：

MODULE my_fortran
  USE iso_c_binding
  IMPLICIT NONE
  CONTAINS
  SUBROUTINE my_subroutine(a,b) BIND(C,name="my_sub")
    INTEGER(c_int),INTENT(in),VALUE :: a
    REAL(C_DOUBLE),INTENT(out) :: b
    ...
  END SUBROUTINE
END MODULE

例如名为“my_sub.h”的C头文件：

void my_sub(int, double *);

C 文件

#include "my_sub.h"

int main(){
  double b;
  int a=3;
  my_sub(a,&b);
  ...
}

Answer 2

Fortran 通常通过引用传递其变量（传递指针）。 这意味着您必须在调用 C 程序中提供地址。

函数结果，可以按值传递，例如下面的 代码调用了一个名为“gamma”的 FORTRAN 函数：

double   x, y;
   ..................
   x = 2.0; 
   y = gamma_(&x) 

确保 调用程序中变量的大小与大小相同 在 Fortran 例程中：

float  --- REAL     (this is typical, but not always the case)
double --- REAL*8

Fortran 函数必须在 C 调用函数的开头声明：

extern void read_(int *small, float *medium, double *large);

注意我们必须将所有变量作为指针传递给 Fortran。虽然函数名在 Fortran 中不区分大小写，但在 C 声明中和调用时会增加一个下划线：

 read_(&small, &medium, &large);

Fortran函数接收变量如下：

SUBROUTINE READ(small,medium,large)

  INTEGER       small
  REAL          medium
  DOUBLE        large

这些变量的精确大小取决于您的系统架构（32 位与 64 位），因此您需要在您的系统上确认 C 和 Fortran 中的 int、float 和 double 之间的对应关系。