Question

我在Fortran中编写了一些以结构作为参数的函数，但调用者将数据存储在INTEGER*4(2)数组中。为了避免两个数据结构之间的复制，我想知道C ++的以下实现 - 比如reinterpret_cast根据规范是否有效：

STRUCTURE /TimeStamp/
    INTEGER*4 secondsSinceEpoch
    INTEGER*4 nanos
END STRUCTURE

STRUCTURE /reinterpret_cast/
UNION
    MAP
        INTEGER*4, POINTER :: array(:)
    END MAP
    MAP
        TYPE (TimeStamp), POINTER :: tstamp
    END MAP
END UNION
END STRUCTURE

SUBROUTINE set_time(timeArg)
    INTEGER*4, TARGET :: timeArg(2)
    RECORD /reinterpret_cast/ time
    time % array => timeArg
    time % tstamp % secondsSinceEpoch = 12
    time % tstamp % nanos = 0
END

set_time方法的此实施是否有效（例如，设置timeArg(1)和timeArg(2)的值）？

Answer 1

您正在寻找的是F90标准功能TRANSFER。它解释操作数的位表示，就好像它是另一个变量的相同类型（“模具”）。因此，这个：

USE ISO_FORTRAN_ENV ! For the REALnn and INTnn constants
REAL(REAL32) r
INTEGER(INT32) i
r = 1.0
i = TRANSFER(r, i) ! The second "i" here is unevaluated, just gives the type

等同于：

float r = 1.0;
int32_t i;
i = *reinterpret_cast<int*>(&f);

请注意，REALnn和INTnn常量来自Fortran 2008，因此您的编译器可能没有它们。我只是用它们作为例子来确保类型是兼容的，因为就像在C中一样，标准并没有准确地说出“默认实际”或“默认整数”有多大。

作为一个例子，我经常在Matlab中创建基于Fortran的MEX函数时使用此函数，因为与Fortran的Matlab接口基于F77并且不允许使用指向Matlab内存的指针直接，不像C接口。我使用TRANSFER函数和ISO_C_BINDING模块（F2003）来转换“整数”（实际上是一个C指针）Matlab给了我一个Fortran类型C_PTR，一个Fortran指针。像这样：

USE ISO_C_BINDING ! For C_PTR and related functions
INTEGER(INT32), POINTER :: arrayPtr(:)
mwSize n ! This is a type defined in the Matlab-Fortran interface
mwPointer myMatlabArray = ... ! So is this
TYPE(C_PTR) cPtrToData

! Cast the returned C pointer to the data (Matlab interface returns an integer type)
cPtrToData = TRANSFER(mxGetData(myMatlabArray), cPtrToData)
! Since Fortran arrays/pointers have size information, get the length
n = mxGetNumberOfElements(myMatlabArray)
CALL C_F_PTR(cPtrToData, arrayPtr, [n]) ! Associate the Fortran ptr
array(3:7) = ... ! Do whatever, no need to copy

这与C版本大致相同：

mxArray* myMatlabArray = ...; //
mwSize n = mxGetNumberOfElements(myMatlabArray);
int* arrayPtr = (int*)mxGetData(myMatlabArray);
array[3] = ... // Do whatever, no need to copy

因此，在这两种情况下，可以使用Matlab类型为int32的Matlab数组调用这些MEX函数。

Answer 2

不，您的功能无法保证按Fortran标准运行，许多编译器将完全拒绝语法。我不确定DEC structure中是否允许使用Fortran指针，如果是，是否可以union。他们（structure和union和record）是在将Fortran指针放入标准之前设计的，并且强烈建议不要使用新代码，但英特尔很可能允许Fortran指针允许它们

更容易（至少对我来说）方式是使用Fortran标准type(c_ptr)，它基本上是C void *指针。

SUBROUTINE set_time(timeArg)
    USE, INTRINSIC :: ISO_C_BINDING

    INTEGER(c_int_32), TARGET :: timeArg(2)
    type(TimeStamp), POINTER :: tstamp

    CALL c_f_pointer(c_loc(timeArg), tstamp)
    tstamp % secondsSinceEpoch = 12
    tstamp % nanos = 0
END

我还更改了INTEGER*4，因为它也不符合标准，并且不能保证C互操作。

请注意target伪参数的地址仅在子例程中有效，除非实际参数是指针或目标。

Fortran reinterpret_cast等效

2 个答案: