Mix C Fortran
Fortran与C混合编程
由于 GNU 的 Fortran 和 C 语言二者的函数彼此可以直接相互调用,所以混合编程可以非常容易地实现。只要你足够仔细,确保函数调用时传递的参数类型正确,函数就可以在两种语言间来回调用,就像它们是同一种语言一样。
下表中列出了 Fortran 的数据类型和它们在 C 中对应的类型。这张表在大多数平台下是没问题的,但是或许会有例外的情况发生。在你打算传递某种数据类型时,先编写一个简单的例子进行测试将是很明智的。
C 类型 | Fortran 类型 | 描述 |
signed char | INTEGER*1 | 8位有符号整数 |
short | INTEGER*2 | 16位有符号整数 |
int | INTEGER | 32位有符号整数 |
float | REAL | 32位浮点数 |
double | DOUBLE PRECISION | 64位浮点数 |
void sub_() | SUBROUTINE SUB() | 无返回值的 C 函数等价于 Fortran 子程序 |
float fun_() | REAL FUNCTION FUN() | 有返回值的 C 函数等价于 Fortran 的函数 |
由于 Fortran 总是以引用的方式传递参数,而 C 则始终以地址方式传递数组,因此数组做参数时不需做任何修改。但是对多维数组来说,混合调用时其下标需要翻转,因为 Fortran 的数组是以列为主序(column-major order)而 C 数组以行为主序(row-major order)。
Fortran调用C函数
下面的 Fortran 程序调用一个 C 函数,函数传递的参数是一个字符串和一个浮点数:
C fortran2c.f C PROGRAM FORTRAN2C C CHARACTER*32 HELLO REAL PI C HELLO = "Hello C from Fortran" HELLO(21:21) = CHAR(0) PI = 3.14159 CALL SHOWHIPI(HELLO,PI) END PROGRAM FORTRAN2C
其中,可存储32个字符的 CHARACTER 型字符串变量 HELLO 中,存有 21 个字符,剩余部分用空格填充。要将该字符串格式化为 C 语言标准的字符串,我们必须在实际字符串结束的位置插入一个 ascii 码为“0”字符作为结束标志。而 REAL 型浮点数 PI 存储方式和 C 中 float 型变量完全一样,因此可以直接传递给函数。
理解 Fortran 的参数总是通过引用传递是非常重要的,因此 C 函数接收到的总是被传递的变量的地址而不是变量值本身。下面的 C 函数输出 Fortran 程序传递进来的字符串和和浮点数:
/* showhipi.c */ #include <stdio.h> void showhipi_(char *string,float *pi) { printf("%s\nPI=%f\n",string,*pi); }
在不同的平台下 Fortran 和 C 语言的命名惯例和数据类型的匹配关系是不同的。如同你在本例中看到的,在函数名后添加一下划线是必须的。
下面的命令编译两个源文件并将其链接成一个可执行程序:
$ gfortran -c fortran2c.f -o fortran2c.o $ gcc -c showhipi.c -o showhipi.o $ gfortran fortran2c.o showhipi.o -o fortran2c
最后一条命令也可用
$ gcc fortran2c.o showhipi.o -o fortran2c -lgfortranbegin -lgfortran