从 C 调用 FORTRAN 子例程答案

【问题标题】：Calling a FORTRAN subroutine from C从 C 调用 FORTRAN 子例程
【发布时间】：2012-01-02 17:26:33
【问题描述】：

我正在尝试从 C 调用 FORTRAN 函数

我的问题是：

如果 fortRoutine 是我的 fortran 子例程的名称，那么我从 C 调用它作为fortRoutine_。如果fortRoutine 只包含一个字符数组参数，那么我可以这样传递：
```
fortRoutine_("I am in fortran");
```
在调用 FORTRAN 子例程时，何时应该使用按值传递以及何时使用按引用传递？

由于我是 C 新手，所以我对此一无所知。如果可能的话，请推荐一些好的教程链接。

【问题讨论】：

提供更多信息，例如平台/编译器，因为您的要求高度依赖于平台。

标签： c fortran fortran-iso-c-binding

【解决方案1】：

答案取决于编译器和系统（技术上，它的 ABI）。对于 GCC（它是一个 C、一个 C++、一个 Ada 和一个 Fortran 编译器），请阅读 fortran mixed programming 章节。

【讨论】：

【解决方案2】：

当然，这一切都取决于您的 FORTRAN 编译器，但一般来说：

不，您需要为您的字符串传递一个隐藏的长度参数。一些编译器将这些与其他参数交错，直接在字符串之后。其他人，将所有字符串长度参数分组在参数列表的末尾。

char str[11] = {0};
fortranFunc_(str, sizeof(str) - 1);
// remember that 'str' will need to be null terminated
// and will be padding with spaces to fit the length
// so for C passing strings to Fortran specify the length
// less 1 so you can add a nul terminator, and on all strings
// being filled in by FORTRAN, trim-end all spaces.

几乎总是通过引用传递，但您可以使用 FORTRAN 端的虚拟参数上的属性来切换此行为。
```
int value = 10;
fortranFunc_(&value);
// INTEGER I
```

这里有一些参考，根据不同的编译器适用：

【讨论】：

【解决方案3】：

现在的方法是在 Fortran 端使用 Fortran ISO C 绑定。这是 Fortran 2003 语言标准的一部分，可用于许多编译器；它不是特定于 gcc 的。该网站的许多答案中已对此进行了描述。作为语言标准的一部分，它独立于编译器和平台。而且您不需要了解编译器的内部传递约定。 ISO C 绑定在 Fortran 子例程或函数的声明中使用时，会导致 Fortran 编译器使用 C 调用约定，以便可以直接从 C 调用该过程。您无需添加隐藏参数或名称修改Fortran 子程序名称，即没有下划线。链接器使用的名称来自“绑定”选项。

字符串是一个困难的情况，因为从技术上讲，它们在 C 中是字符数组，您必须在 Fortran 中匹配它。您还必须处理字符串的不同定义：C 以空结尾，Fortran 固定长度并用空格填充。该示例显示了这是如何工作的。数字更容易。数组的唯一问题是 C 是行优先的，而 Fortran 是列优先的，因此多维数组是转置的。

int main ( void ) {

   char test [10] = "abcd";

   myfortsub (test);

   return 0;

}

和

subroutine myfortsub ( input_string ) bind ( C, name="myfortsub" )

   use iso_c_binding, only: C_CHAR, c_null_char
   implicit none

   character (kind=c_char, len=1), dimension (10), intent (in) :: input_string
   character (len=10) :: regular_string
   integer :: i

   regular_string = " "
   loop_string: do i=1, 10
      if ( input_string (i) == c_null_char ) then
         exit loop_string
      else
         regular_string (i:i) = input_string (i)
      end if
   end do loop_string

   write (*, *) ">", trim (regular_string), "<", len_trim (regular_string)

   return

end subroutine myfortsub

您将 C 编译为目标文件并使用 gfortran 编译 fortran 并链接两者：

gcc-mp-4.6   \
         -c  \
         test_fortsub.c

gfortran-mp-4.6   \
     test_fortsub.o  \
     myfortsub.f90  \
     -o test_fortsub.exe

输出是：

 >abcd<           4

【讨论】：

通常这是最失败的方式，但我认为，很多时候，如果 C 程序员要求，他们通常真的不想挖掘他们遗留的 FORTRAN 77 和更旧的代码。有时最好用 C 编写一个包装器。
或者更糟糕的是，没有iso_c_binding 的奢侈。尽管如此，+1 如果您同时控制它，这是可以采用的方法（尽管我通常选择在 C 端管理字符串内容，更简单的恕我直言）。