Question

我想了解F2PY的工作原理。为此，我编写了一个简单的Fortran函数，它将数组作为输入并返回数组元素的总和。

我写了三个不同版本的相同函数，我希望它们具有相同的结果：

function rsum(arr)
real, dimension(:), intent(in) :: arr
real :: rsum
rsum=sum(arr)
end function rsum

function rsum1(arr)
real(8), dimension(:), intent(in) :: arr
real(8) :: rsum1
rsum1=sum(arr)
end function rsum1

function rsum2(arr) result(s)
real, dimension(:), intent(in) :: arr
real :: s
s=sum(arr)
end function rsum2

function rsum3(arr) result(s)
real(8), dimension(:), intent(in) :: arr
real(8) :: s
s=sum(arr)
end function rsum3

我测试这些函数的python脚本如下：

from numpy import *
import ftest as f

a=array(range(3))

print(f.rsum(a))
print(f.rsum1(a))
print(f.rsum2(a))
print(f.rsum3(a))

但结果如下：

3.0
0.0
3.0
3.0

除了rsum1 0.0之外，所有结果都是正确的。我发现更奇怪的是rsum3，其中我只更改了函数结果的名称（或者，至少，我认为我这样做了），完美地工作！

我知道这与Fortran和numpy之间的类型转换有关，但我不明白问题所在。

PS：我最近才学会了Fortran。

Answer 1

简短答案和解决方法

此问题的根本原因与在函数中使用假定形状的伪参数（即arr）有关。 Fortran要求此类函数具有显式接口。 @VladimirF对此问题（{？3}}给出了一个极好的答案，表明问题的首选解决方案是将函数放在模块中。假设带有功能的代码清单保存在名为funcs.f90的文件中，则只需将其放入模块中，例如称为mod_funcs.f90，如下所示：

module mod_funcs
    implicit none
    contains
        include "funcs.f90"
end module mod_funcs

用F2PY python -m numpy.f2py -m ftest -c mod_funcs.f90包装，将python测试脚本中的import语句更新为from ftest import mod_funcs as f，然后运行它以得到预期的结果：

3.0
3.0
3.0
3.0

更长的答案和解释

Fortran function被F2PY包裹在subroutine中。为了以符合Fortran标准的方式支持假定形状的数组，F2PY创建的子例程包装器包含interface，用于具有假定形状伪参数的用户定义函数。您可以通过在使用F2PY进行包装时指定带有--build-dir标志的构建目录来查看这些包装器，例如像这样：

python -m numpy.f2py --build-dir .\build -m ftest -c funcs.f90

看一下为 problematic 函数rsum1创建的包装器（我正在从ftest-f2pywrappers.f逐字复制以保持F2PY的缩进）：

subroutine f2pywraprsum1 (rsum1f2pywrap, arr, f2py_arr_d0)
integer f2py_arr_d0
real(8) arr(f2py_arr_d0)
real(8) rsum1f2pywrap
interface
function rsum1(arr) 
    real(8), dimension(:),intent(in) :: arr
end function rsum1
end interface
rsum1f2pywrap = rsum1(arr)
end

请注意，由于here，interface的{{1}}表示一个函数，其数据类型为rsum1，不是 real如预期-接口中的数据类型不匹配！这就解释了为什么在原始示例中，具有显式real(8)语句（result）的看似相同的函数返回正确的结果，其结果具有正确的数据类型。通过命名函数，rsum3具有正确的接口。如果您将rsum的名称更改为例如rsum，其F2PY子例程包装器接口中的隐式数据键入规则将暗示它具有isum的结果，并且您将获得以下输出（经过修改，以反映来自{{1}的名称更改） }到integer）的Python脚本：

fsum

在我看来，F2PY如何为具有假定形状的虚拟参数的函数创建接口似乎存在错误（可以通过将这些函数直接放入模块中，或者通过显式声明函数的返回值来绕过该错误）使用isum）。

为了完整起见，我使用0.0 0.0 3.0 3.0，result和Python 3.6.3 :: Intel Corporation。

使用F2PY

1 个答案:

简短答案和解决方法

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