CentOS中Fortran与C语言互操作

在CentOS中，Fortran与C语言可以通过多种方式实现互操作，以下是几种常见的方法：

1. 使用ISO C绑定

Fortran 2003标准引入了ISO C绑定，这是一种标准机制，允许Fortran程序与C语言编写的库进行交互。通过使用特定的编译器指令和接口描述，可以实现Fortran调用C函数，反之亦然。

示例：

• 创建一个C库文件（例如 mylib.c）：

#include <stdio.h> void print_hello() { printf("Hello from C!\n"); } 

• 编译C库为共享库：

gcc -shared -o libmylib.so mylib.c 

• 创建一个Fortran程序（例如 main.f90），并使用ISO C绑定调用C函数：

program main use iso_c_binding implicit none ! Declare the C function interface subroutine print_hello() bind(c) end subroutine print_hello ! Call the C function call print_hello() end program main 

• 编译Fortran程序，并链接到C库：

gfortran main.f90 -o main -L. -lmylib 

• 运行程序：

./main 

输出结果应该是：

Hello from C! 

2. 调用互相编译的函数

Fortran与C语言可以通过调用互相编译的函数来实现混合编程。首先，分别编写Fortran和C函数，然后使用各自的编译器编译这些函数，最后通过链接将生成的目标文件组合成一个可执行文件。

示例：

• 编写Fortran函数（例如 hello_fortran.f90）：

subroutine hello_fortran() print *, "Hello from Fortran!" end subroutine hello_fortran 

• 编写C函数（例如 hello_c.c）：

#include <stdio.h> void hello_fortran() { printf("Hello from C!\n"); } 

• 编译Fortran函数：

gfortran -c hello_fortran.f90 

• 编译C函数：

gcc -c hello_c.c 

• 链接Fortran和C目标文件：

gcc hello_fortran.o hello_c.o -o hello_program 

• 运行程序：

./hello_program 

输出结果应该是：

Hello from Fortran!Hello from C! 

3. 使用C语言的FILE和LINE宏进行调试

在Fortran代码中可以利用C语言的 __FILE__ 和 __LINE__ 宏来辅助调试，这些宏可以在编译时启用预处理器来使用。

示例：

program main implicit none print *, "An error occurred in " //__FILE__// " on line " , __LINE__ end program main 

使用gfortran编译并运行：

gfortran -E main.f90 

输出结果将会显示源文件和行号信息，有助于调试。

4. 使用动态链接库（DLL）

Fortran程序可以编译成动态链接库（如DLL文件），然后在其他语言中使用相应的接口调用这些动态链接库。

示例：

• 编写Fortran函数（例如 rectangle.f90）：

subroutine rectangle(x, y, area, perimeter) real(kind=8), intent(in) :: x, y real(kind=8), intent(out) :: area, perimeter area = x * y perimeter = 2.0 * (x + y) end subroutine rectangle 

• 编写C语言包装函数（例如 rectangle.c）：

#include <stdio.h> extern void rectangle_(float *x, float *y, float *area, float *perimeter); void rectangle_(float *x, float *y, float *area, float *perimeter) { *area = *x * *y; *perimeter = 2.0 * (*x + *y); } 

• 编译Fortran函数为共享库：

gfortran -c rectangle.f90 gcc -c rectangle.c gfortran rectangle.o rectangle.o -o librectangle.so 

• 编写C程序调用Fortran函数：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> extern void rectangle_(float *x, float *y, float *area, float *perimeter); int main() { float x = 10.0, y = 5.0; float area, perimeter; rectangle_(&x, &y, &area, &perimeter); printf("Area: %f, Perimeter: %f ", area, perimeter); return 0; } 

• 编译并链接C程序：

gcc -o main main.c -L. -lrectangle 

• 运行程序：

./main 

输出结果应该是：

Area: 50.000000, Perimeter: 30.000000 

通过以上方法，可以在CentOS上实现Fortran与C语言的有效互操作，从而充分利用两种语言的优势。