如何轻松地将 FORTRAN 代码转换为 Python 代码（真实代码，而不是包装器）答案

【问题标题】：How can I easily convert FORTRAN code to Python code (real code, not wrappers)如何轻松地将 FORTRAN 代码转换为 Python 代码（真实代码，而不是包装器）
【发布时间】：2013-08-15 20:44:29
【问题描述】：

我在 FORTRAN 中有一个数值库（我相信 FORTRAN IV），我想将它转换为 Python 代码。我想要可以在任何 Python 虚拟机上导入的真实源代码——Windows、MacOS-X、Linux、Android。我开始手动执行此操作，但库中大约有 1,000 个例程，因此这不是一个合理的解决方案。

【问题讨论】：

遗憾的是，没有转换工具（据我所知）。为你感到双重糟糕......首先，你必须转换的行数，但主要是因为你必须处理 FORTRAN IV。
即使是经常使用的f2py 也不能很好地将 Fortran 代码转换为 Python 代码，因此肯定没有 easy 方法.
@KyleKanos f2py 不会将 Fortran 转换为 Python 代码。它会围绕 Fortran 代码创建一个 C 包装器，然后将其编译为 Python 可以导入的共享库对象。
@SethMMorton：很高兴知道，我不知道它是如何工作的。谢谢
这几乎肯定是个坏主意。除了浪费大量精力外，fortran 代码的紧密内部循环还会导致 python 代码极其缓慢。应该可以使用 gfortran 在任何这些平台上编译您的 fortran 代码，然后用 f2py 包装它。不利的一面是，对于 Windows，没有任何好的免费 64 位编译器，因此您必须使用 32 位 python。

标签： python fortran code-translation

【解决方案1】：

这样的工具存在于Fortran to Lisp、Fortran to C，甚至Fortran to Java。但是您永远不会拥有 Fortran 到 Python 工具，原因很简单：与 Fortran、Lisp 或 C 不同，Python 没有 GOTO [1]。 Fortran（尤其是 Fortran IV）代码中有很多 GOTO。即使Jacopini 提出了一个定理，表明您可以使用结构化编程来模拟 GOTO，但实现一个真正（且高效）的语言转换工具还是太麻烦了。

因此，您不仅需要翻译 1000 个例程的代码，还需要理解每个算法及其所有重叠的 goto，并在编写之前将算法翻译成结构化程序它在 Python 中。祝你好运！

嘿，为什么你认为包装不好？ Windows、OSX 和 Linux 都有 Fortran 和 C [2] 编译器和良好的包装器！

对于 C（这里不是您的语言，但f2c 可能是一个选项），有SWIG，Fortran 有f2py，现在与numpy 集成。 SWIG 有一些 support for Android。

顺便说一句，您可以使用 NumPy，而不是转换为“纯”Python：NumPy 的功能类似于 Fortran 90（请参阅比较 here），因此您可以考虑先将程序转换为 F90 以便更流畅过渡。似乎还有一个Numpy on Adnroid。如果您在 64 位 Windows 上需要 NumPy，可以使用二进制文件 here。

如果您决定使用包装器，gfortran 可在 Linux（只需从分发包安装）、Windows (MinGW) 和 Android 上运行。如果你沿着这条线走，不要忘记编译 FIV 代码，所以会出现通常的“单程循环”问题（通常编译器选项很好）。您可能还必须手动转换一些现代编译器中没有的旧的、非标准的语句。

显然，您还可以选择将项目语言切换为 Lisp 或 Java...

[1] 你可能会问：如果 GOTO 是问题所在，那怎么会有 Fortran to Java 工具呢？嗯，它使用了 JVM 的技巧，它内部有 GOTO instruction。 Python 字节码中还有一个 GOTO（查找 JUMP here），所以这里可能有一些东西需要调查。所以我之前的陈述是错误的：可能是一个 Fortran 到 Python 的工具，使用 Java 中的字节码技巧。但它仍有待开发，至少可以说，良好的库（如 NumPy、matplotlib、pandas...）的可用性使得它变得不必要。

【讨论】：

您可以使用 goto 创建结构化程序结构。反之亦然，如果代码到处乱跑，则可能无法使其结构化。如果我必须完成这项任务，我会首先尝试转换为现代 fortran（摆脱所有 goto）。代码结构是否良好应该很快就会变得明显。
我正在编写将近 20 多年前的代码（尽管仍在维护）——而且它没有 GOTO。我想这对于任何维护良好的 fortran 代码来说都是很常见的，因为 GOTO 真的很难维护。对于所有这些代码，fortran 到 python 的转换器仍然很有用。
@naught101 我仍然认为最好编写一个包装器，以从 Fortran 速度和 Python 良好的 I/O 和 GUI 功能中受益。将计算代码转换为像 Python 这样的语言，这是现存最慢的语言之一，这不是明智的做法。 Python 用于粘合代码和接口是有充分理由的，甚至（或特别是！）在大型项目中，如Alliances。 Fortran 代码与 numpy 的集成提供了类似于 Matlab 的语法，而您的代码仍然作为后端。我只看到这种方法的优点。

【解决方案2】：

我 wrote a translator 将 Fortran 的一个子集转换为 Python（和其他几种语言）。它只兼容 Fortran 的一小部分，但我希望它仍然有用。

翻译器可以解析这个 Fortran 函数：

LOGICAL function is_greater_than(a, b) 
    real,intent(in) :: a
    real,intent(in) :: b 
    is_greater_than = a<b
end function is_greater_than

...并将其翻译成这个 Python 函数：

def is_greater_than(a,b):
    return a<b

【讨论】：

Python 正式拥有type annotations，所以这可能是一个利用它的好机会。