Question

我正在尝试将数组从C / C ++传递到Fortran 2003模块，并将计算出的值返回到C / C ++中。我已经能够传递并返回单个值（标量），但是来回获取数组是很困难的。我在标量值上发现了许多线索，并且我已经成功地完成了这些工作。

在我的工作标量函数之后，我已经建模了基于数组的函数。

我正在使用gcc / gfortran。

这是Fortran模块（ConvertUnitsLib.f03）。

module ConvertUnitsLib

use :: iso_c_binding ! for C/C++ interop
real(c_double), bind(c) :: degF, degC

public DegCtoF

contains

!
! Convert temperature degrees Celsius Fahrenheit
!
real(kind = c_double) function DegCtoF(degC) result(degF) &
    & bind(c, name = "DegCtoF")

    real(c_double), intent(in), dimension(:) :: degC
    real(c_double), dimension(size(degC)) :: degF

    do i = 1, size(degC)
        degF(i) = ( degC(i) * 1.8 ) + 32
    end do

end function DegCtoF


! End of module
end module ConvertUnitsLib

和C / C ++，（CFort.cpp）

#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern"C" {
#endif
    double DegCtoF(double *[]);
#ifdef __cplusplus
}
#endif


/**********************************************************************/


int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("C/C++ and Fortran together!\n");

    double DegreesC[2] = {32, 64};
    double DegreesF[2];

    DegreesF = DegCtoF(&DegreesC);
    printf("%3.1f [C] = %3.1f [F]\n", DegreesC, DegreesF );

    return 0;
}

最后但并非最不重要的，Makefile

# C++ directives
CC=g++
CFLAGS=-std=c++11

# Fortran directives
FC=gfortran
FFLAGS=-std=f2003

all: clean
    $(FC) $(FFLAGS) -c -fcheck=all ConvertUnitsLib.f03
    $(CC) $(CFLAGS) -c CFort.cpp
    $(FC) $(FFLAGS) ConvertUnitsLib.o CFort.o -o convert

clean:
    rm -f *.o
    rm -f *.mod

Answer 1

在francescalus确认之前，我打算说，据我所知，这有点旧，互操作性不允许您尝试使用数组。此外，编码时一些好习惯总是至关重要的。例如，在fortran中使用implicit none强制在使用之前声明所有变量。语言允许时使用命名常量，例如你在fortran中用作数组大小的2。

以下是您的代码的修改版本，应该执行您想要实现的目标。

//的Fortran

module ConvertUnitsLib

use :: iso_c_binding ! for C/C++ interop
!real(c_double), bind(c) :: degF, degC
implicit none

public DegCtoF

contains

!
! Convert temperature degrees Celsius Fahrenheit
!
subroutine DegCtoF(degC, degF, n)&
    bind(c, name = "DegCtoF")

    integer, intent(in) :: n
    real(c_double), intent(in), dimension(n) :: degC
    real(c_double), intent(out), dimension(n) :: degF
    integer :: i

    do i = 1, n
        degF(i) = ( degC(i) * 1.8 ) + 32
    end do

end subroutine DegCtoF

// C ++

#include <stdio.h>

#ifdef __cplusplus
extern"C" {
    #endif
    double DegCtoF(double [], double [], const int *);
    #ifdef __cplusplus
}
#endif


/**********************************************************************/


int main(int argc, char *argv[])
{
    const int N = 2;
    printf("C/C++ and Fortran together!\n");

    double DegreesC[N] = {32, 64};
    double DegreesF[N];

    DegCtoF(DegreesC, DegreesF, &N);
    for(int i = 0; i<N; i++){
        printf("%d : %3.1f [C] = %3.1f [F]\n", i, DegreesC[i], DegreesF[i] );
    }

    return 0;
}

Answer 2

根据当前Fortran的规则（Fortran 2008，但在Fortran 2003中引入C互操作性时这是相同的），如果Fortran过程具有假设的形状伪参数，则它不能与C互操作（其他限制也适用））。在代码degC中，函数DegCtoF中的伪参数声明为

real(c_double), intent(in), dimension(:) :: degC

就是这样。

所以，在F2003下你不可能有这样一个可互操作的功能。事情变得棘手。

在F2015的拟议草案中（基于ISO TS29113 Further Interoperability of Fortran with C），可以互操作。这个语法（我认为）支持最新版本的gcc，这就是gfortran不会拒绝代码的原因。

（TS）使用假定形状参数的此类过程进行标准化互操作，但需要使用C侧ISO_Fortran_binding.h中描述的C描述符，该描述符是不在gcc中实现的。要进行此类交互，需要直接了解gcc数组描述符。

但你很幸运。在您的情况下，您实际上不需要使用假定的形状伪参数：您可以使用显式形状伪参数，这种互操作是F2003的一部分。您需要做的就是传递数组的大小。

无论哪种方式，可互操作的函数都必须返回标量结果，因此您还需要移动到answer by innoSPG中给出的子例程。

最后，我会提到你对

的使用

real(c_double), bind(c) :: degF, degC

在模块中。

这些是可互操作的全局变量（通过链接关联）。你没有在Fortran代码中引用这些变量：虚拟和函数结果不是这些。

在上面这个简单的例子和另一个答案中，我们很乐意有一个子程序，如

subroutine DegCtoF(n, degC, degF) bind(c,name='DegCtoF')
  ...
end subroutine

但这可能是描述ISO_Fortran_binding.h中C描述符使用的好机会。但请注意，在短期内gfortran不支持这种方法。

考虑Fortran源

subroutine DegCtoF(degC, degF) bind(c,name='DegCtoF')
   use, intrinsic :: iso_c_binding, only : c_double
   implicit none
   real(c_double), intent(in), dimension(:) :: degC
   real(c_double), intent(out), dimension(*) :: degF

   degF(1:SIZE(degC)) = degC*1.8+32
end subroutine DegCtoF

（为简单起见，我将假设degF的内存管理在C端完成 - 自然可以超出假设的大小数组。为使此子例程具有可互操作性，与degC对应的参数必须是指向CFI_cdesc_t的指针。

获取C代码（带有魔术数字大小）

#include "ISO_Fortran_binding.h"
#include <stdio.h>

void DegCtoF(CFI_cdesc_t*, double*);

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("C and Fortran together!\n");

    CFI_CDESC_T(1) DegreesC_Fdesc;
    CFI_index_t extent[1] = {2};
    CFI_rank_t rank = 1;

    double DegreesC[2] = {32, 64};
    double DegreesF[2];

    CFI_establish((CFI_cdesc_t*)&DegreesC_Fdesc, &DegreesC, CFI_attribute_other, 
                  CFI_type_double, 2*sizeof(double), rank, extent);

    DegCtoF((CFI_cdesc_t*)&DegreesC_Fdesc, DegreesF);
    printf("%3.1f [C] = %3.1f [F]\n", DegreesC[0], DegreesF[0] );
    printf("%3.1f [C] = %3.1f [F]\n", DegreesC[1], DegreesF[1] );

    return 0;
}

这里CFI_establish建立了一个合适的C描述符DegreesC_Fdesc，它可以对应于假定形状的Fortran伪参数。在Fortran子程序中，根本没有问题来评估传入数组的大小。

将数组从C / C ++传递给Fortran并返回一个计算数组

2 个答案: