CentOS Fortran与Python如何交互

在CentOS系统上，Fortran与Python的交互可以通过多种方法实现。以下是几种常见的方法：

使用f2py

f2py是NumPy包的一部分，可以将Fortran代码编译成Python模块，从而直接在Python中调用Fortran函数和子程序。以下是使用f2py进行交互的基本步骤：

1. 安装f2py： 如果你已经安装了NumPy，那么f2py应该已经就绪。如果没有，可以通过以下命令安装：

   pip install numpy
   

2. 编写Fortran代码： 创建一个Fortran文件，例如example.f90：

   subroutine add(a, b, c)
       integer, intent(in) :: a, b
       integer, intent(out) :: c
       c = a + b
   end subroutine add
   

3. 编译Fortran代码： 使用f2py将Fortran代码编译为Python模块：

   f2py -c -m mymodule example.f90
   

4. 在Python中调用： 编译完成后，你可以在Python脚本中直接导入并使用：

   import mymodule
   result = mymodule.add(2, 3)
   print(result)  # 输出结果为 5
   

使用ctypes调用共享库

如果你更倾向于将Fortran代码编译为共享库，可以使用Python的ctypes库来加载并调用库中的函数。以下是具体步骤：

1. 编译Fortran代码为共享库： 使用gfortran编译器将Fortran代码编译为共享库：

   gfortran -shared -fPIC -o libadd.so add.f90
   

2. 在Python中调用： 使用ctypes加载并调用共享库：

   import ctypes
   
   lib = ctypes.CDLL('./libadd.so')
   lib.add.argtypes = [ctypes.c_int, ctypes.c_int]
   lib.add.restype = ctypes.c_int
   
   result = lib.add(2, 3)
   print(result)  # 输出结果为 5
   

使用CFFI调用共享库

CFFI是另一种可以在Python中调用C代码的方式，它也可以用来调用Fortran代码。以下是使用CFFI进行交互的步骤：

1. 安装CFFI： 通过pip安装CFFI：

   pip install cffi
   

2. 调用Fortran共享库： 使用CFFI调用Fortran共享库的代码示例：

   from cffi import FFI
   
   ffi = FFI()
   ffi.cdef("int add(int, int);")
   lib = ffi.dlopen('./libadd.so')
   
   result = lib.add(2, 3)
   print(result)  # 输出结果为 5
   

使用Fortran调用Python API

可以使用Fortran的ISO_C_BINDING模块来调用Python的C API，从而实现Fortran与Python之间的交互。这种方法较为复杂，通常用于更高级的集成需求。

通过以上几种方法，你可以在CentOS系统上实现Fortran与Python的有效交互，选择哪种方法取决于你的具体需求，例如代码的复杂性、性能要求以及你更熟悉的语言。对于大多数科学计算任务，f2py是最常用和推荐的方法。