Ubuntu下Fortran与Python如何结合使用

在Ubuntu下，你可以使用多种方法将Fortran代码与Python代码结合起来。以下是一些常见的方法：

1. 使用接口定义语言（IDL）:

   • C语言作为桥梁: 由于Fortran和Python都可以很容易地与C语言接口，你可以编写一个C语言的包装器来调用Fortran代码，然后再从Python中调用这个C语言的包装器。这通常涉及到使用extern "C"在C++中创建接口，并使用cffi或ctypes这样的库在Python中调用C函数。

2. 使用Python的Fortran接口库:

   • f2py: 这是NumPy提供的一个工具，可以用来将Fortran代码转换为Python模块。你可以使用f2py来编译Fortran代码，并生成Python可调用的接口。
   • pyfort: 这是一个较新的项目，旨在提供一个更现代的接口来连接Python和Fortran。

3. 直接在Python中调用Fortran编译器:

   • 你可以使用Python的subprocess模块来调用Fortran编译器（如gfortran），编译Fortran代码，并执行生成的可执行文件。

4. 使用系统调用:

   • 在Python脚本中，你可以使用os.system()或subprocess.run()来调用Fortran编译器命令行工具，编译并运行Fortran程序。

下面是一个简单的例子，展示如何使用f2py将Fortran代码转换为Python模块：

首先，编写一个简单的Fortran子程序，保存为example.f90:

! 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

然后，使用f2py来创建Python接口:

f2py -c -m example example.f90

这将生成一个名为example.so的共享库（在Windows上是.pyd文件），你可以在Python中导入并使用它:

import example

result = example.add(1.0, 2.0)
print(result)  # 应该输出 3.0

请注意，为了使这些方法工作，你需要确保你的系统上安装了Fortran编译器（如gfortran）和相关的开发工具。在Ubuntu上，你可以使用以下命令安装gfortran：

sudo apt-get update
sudo apt-get install gfortran

选择哪种方法取决于你的具体需求和你对不同语言的熟悉程度。对于大多数科学计算任务，f2py是一个很好的起点，因为它提供了一个简单的方式来创建Fortran和Python之间的接口。