在 gnuplot 上查看 fortran 的二进制输出

Question

所以，我用 fortran 创建了一个二进制文件，使用类似的东西：

open (3,file=filename,form="unformatted",access="sequential")
write(3) matrix(i,:)

按照我的理解，fortran 在文件的两端用 4 个字节填充文件，其余的只是我想要的数据（在这种情况下，是 1000 个双精度的列表）。

我想用 gnuplot 读这个，但是，我不知道如何让 gnuplot 跳过第一个和最后 4 个字节，并将其余的作为双精度读入。文档在这方面不是很有帮助。

谢谢

Answer 1

使用直接 I/O 可能比顺序 I/O 更容易：

inquire (iolength = irec) matrix(1,:) !total record length for a row
open (3, file=filename, form="unformatted", access="direct", recl=irec)
write(3, rec=1) matrix(i,:)

inquire 语句以“recl”为单位为您提供输出列表的长度。因此，整个列表适合一条长度为irec 的记录。

要按列将矩阵写入文件，您可以这样做：

inquire (iolength = irec) matrix(:,1)
open (3, file=filename, form="unformatted", access="direct", recl=irec)
do i=1,ncol
    write(3, rec=i) matrix(:,i)
end do

或逐行：

inquire (iolength = irec) matrix(1,:)
open (3, file=filename, form="unformatted", access="direct", recl=irec)
do i=1,nrow
    write(3, rec=i) matrix(i,:)
end do

或元素方面：

inquire (iolength = irec) matrix(1,1)
open (3, file=filename, form="unformatted", access="direct", recl=irec)
do j=1,ncol
    do i=1,nrow
        write(3, rec=j+(ncol-1)*i) matrix(i,j)
    end do
end do

或转储整个矩阵：

inquire (iolength = irec) matrix
open (3, file=filename, form="unformatted", access="direct", recl=irec)
write(3, rec=1) matrix

Answer 2

Andrew：我认为没有理由让 gnuplot 在您的数据之前/之后处理这些额外的字节。 Fortran 不执行此填充，或者它执行并且 gnuplot 轻松处理它。

我也遇到过类似的问题，Google 搜索总是让我回到这里。我想我最好发布我的解决方案，以防其他人发生同样的情况。

我一直在尝试使用 gnuplot 的“plot 'file.dat' matrix with image”命令绘制 2D 颜色图。我的 ASCII 输出文件太大，所以我想改用二进制文件。我所做的类似于以下内容：

在 fortran 中：

implicit none
real, dimension(128,128) :: array
integer :: irec

! ... initialize array ...

inquire( iolength=irec ) array
open( 36, 'out.dat', form='unformatted', access='direct', recl=irec )
write( 36, rec=1 ) array
close( 36, status='keep' )

在gnuplot中：

plot 'out.dat' binary array=128x128 format="%float" with image

注意事项：

• 默认情况下，gnuplot 在二进制文件中采用单精度。如果你的 fortran 程序以双精度输出，只需更改“%float” 到 "%double"。

• 我的程序在数组中使用了双精度数据，但输出文件 太大了。由于基于双精度或单精度的图像是 肉眼无法区分，双精度数据文件 大，我将我的双精度数据转换为单精度数据 在将其写入文件之前。

• 您可能需要根据具体情况调整 gnuplot 命令 您想处理矩阵，但这会将其加载并绘制出来 好吧。这完成了我需要它做的事情，我希望它可以帮助任何人
  其他有类似问题的人。

• 如您所见，如果 Fortran 在您的数据之前/之后添加额外的字节， gnuplot 似乎可以读取数据而不会让您采取额外的措施 字节考虑在内。

Answer 3

使用 gnuplot 5.0 进行测试，以下为大小为 N 的双精度数组 x 的 fortran 无格式数据写入，

open(FID,file='binaryfile')
do k = 1, N
  write(FID) x(k)
end do 
close(FID)

gnuplot 可以这样理解：

plot 'binaryfile' binary format="%*1int%double%*1int"

%*1int 意味着，跳过一次四字节整数，有效地跳过页眉和页脚数据 fortran 环绕输出。

有关更复杂数据的更多信息和推断，请参阅有关二进制的 gnuplot 5.0 文档并使用show datafile binary datasizes 查看格式的大小。但请注意，可以使用与上述相同的格式访问多列数据（即每次写入 N 个双精度数），但使用 %Ndoubles 其中 N 是整数。然后以using 1:3 为例，将第一列与第三列进行对比。