Ubuntu下Fortran与C语言如何交互 - 问答

在Ubuntu下，Fortran和C语言可以通过几种不同的方法进行交互。以下是一些常见的方法：

使用ISO C Binding: Fortran 2003标准引入了ISO C Binding，这是一种标准化的方式来调用C语言函数。你可以使用bind(C)属性来确保Fortran编译器生成与C兼容的接口。

Fortran代码示例（假设文件名为example.f90）:

module example_mod
  use, intrinsic :: iso_c_binding
  implicit none

  interface
    subroutine c_function(x) bind(C, name="c_function")
      import :: c_double
      real(c_double), intent(in) :: x
      real(c_double) :: c_function
    end subroutine c_function
  end interface

contains

  ! Fortran subroutine that can be called from C
  subroutine fortran_function(x) bind(C, name="fortran_function")
    import :: c_double
    real(c_double), intent(in) :: x
    real(c_double) :: result

    result = x * x
    ! Call the C function
    call c_function(result)
  end subroutine fortran_function

end module example_mod

C代码示例（假设文件名为example.c）:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// Declare the C function with the same signature as in Fortran
double c_function(double x);

int main() {
  double input = 2.0;
  double output = c_function(input);
  printf("Result from C function: %f\n", output);

  // Call the Fortran function
  #include "example.h" // This header file is generated by the Fortran compiler
  double fortran_output = fortran_function(input);
  printf("Result from Fortran function: %f\n", fortran_output);

  return 0;
}

在编译时，你需要确保Fortran和C编译器都能理解彼此的调用约定。通常，你可以使用gfortran来编译Fortran代码，使用gcc来编译C代码，并使用-fPIC和-shared选项来创建共享库。

使用C兼容的数据类型: Fortran和C都有一些共同的数据类型，如int, float, double, char等。你可以直接在Fortran和C代码中使用这些类型来进行数据交换。
使用外部接口: 如果你有一个已经存在的Fortran代码库，你可能需要编写一个C语言的外部接口层来调用Fortran子程序。这通常涉及到使用extern "C"（在C++中）或bind(C)（在Fortran中）来确保正确的名称修饰和调用约定。
使用工具: 有一些工具可以帮助你在Fortran和C之间创建接口，例如SWIG（Simplified Wrapper and Interface Generator）或者c2f和f2c等转换工具。

在编译和链接时，确保遵循正确的顺序和选项。例如，如果你创建了一个共享库，你可能需要先编译Fortran代码为对象文件或共享库，然后再编译C代码，并将它们链接在一起。

这里是一个简单的编译和链接命令示例：

# 编译Fortran代码
gfortran -c example.f90 -o example.o

# 编译C代码
gcc -c example.c -o example_c.o

# 创建共享库（如果需要）
gfortran -fPIC -shared -o libexample.so example.o

# 链接C程序和Fortran共享库
gcc example_c.o -L. -lexample -o example_program

# 运行程序（可能需要设置LD_LIBRARY_PATH）
export LD_LIBRARY_PATH=.
./example_program

请注意，这只是一个基本的示例，实际的编译和链接过程可能会根据你的具体情况而有所不同。

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