Ubuntu中Fortran如何与Python交互

在Ubuntu中，Fortran代码可以通过多种方式与Python交互。以下是一些常见的方法：

1. 使用接口定义语言（IDL）如f2py，它是NumPy的一部分，可以用来创建Python可以调用的Fortran函数。

2. 使用C语言作为中介，编写Fortran和Python都可以调用的C代码。

3. 使用ctypes或cffi库直接从Python调用Fortran编译后的共享库。

4. 使用subprocess模块在Python中调用Fortran编译后的可执行文件。

下面是使用f2py的一个简单示例：

首先，确保你已经安装了NumPy和Fortran编译器（如gfortran）。

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-numpy gfortran

假设你有一个简单的Fortran函数，保存在example.f90文件中：

! example.f90
subroutine add(a, b, c) bind(c, name="add")
    use, intrinsic :: iso_c_binding
    real(c_double), intent(in) :: a, b
    real(c_double), intent(out) :: c

    c = a + b
end subroutine add

使用f2py生成Python接口：

f2py -c -m example example.f90

这将会生成一个名为example.so的共享库文件和一个名为example.py的Python模块文件。

现在，你可以在Python中导入并使用这个模块：

import example

a = 2.0
b = 3.0
c = example.add(a, b)
print(f"The sum of {a} and {b} is {c}")

如果你想使用C语言作为中介，你需要编写C头文件来声明Fortran函数，并使用C编译器编译Fortran代码和C代码生成共享库。然后，你可以使用Python的ctypes或cffi库来加载和调用这个共享库中的函数。

使用ctypes的示例：

from ctypes import cdll

# 加载共享库
lib = cdll.LoadLibrary('./example.so')

# 设置函数参数和返回类型
lib.add.argtypes = [ctypes.c_double, ctypes.c_double]
lib.add.restype = ctypes.c_double

# 调用函数
a = 2.0
b = 3.0
c = lib.add(a, b)
print(f"The sum of {a} and {b} is {c}")

这些方法中，f2py是最简单直接的方式，特别是当你的Fortran代码主要是数值计算时。如果你需要更复杂的交互或者Fortran代码中包含了一些特殊的特性，可能需要考虑其他方法。