从 python 将变量传递给 Fortran 会导致错误的值

Question

基于此minimal example，我想使用 Python 和 Fortran 子例程操作 Fortran 模块的变量。请看下面的例子：

vars.f90

module vars
implicit none
real(kind=selected_real_kind(p=15))      :: fk(10)
end module vars

sub.f90

subroutine sub
    use vars
    print *, "sub: fk(1) = ", fk(1)
    print *, "adding 1 to fk(1)"
    fk(1) = fk(1) + 1
    print *, "fk(1) = ", fk(1)
end

mytest.f90

include "vars.f90"
include "sub.f90"

使用以下命令和 gfortran 完成编译：

f2py -c -m mytest mytest.f90

最后，这是在 Python 3.6.5 控制台中重现问题的测试用例：

>>> import mytest
>>> mytest.vars.fk[1]
0.0
>>> mytest.vars.fk[1]=1.5000
>>> mytest.vars.fk[1]
1.5
>>> mytest.sub()
 sub: fk(1) =   0.12500000000000000     
 adding 1 to fk(1)
 fk(1) =    1.1250000000000000     
>>> mytest.vars.fk[1]
1.890625
>>> 

在我看来，fk(1) 最终应该是 2.5。但不幸的是，尽管通过 python 控制台直接访问变量显示了正确的值，但 Fortran 错误地读取了子例程中的变量。修改变量后，python控制台也会显示错误的数字。

有任何建议或建议来解决/解释这种行为吗？我很感激任何帮助！谢谢！

P.S.：首先我认为这取决于 Python 和 Fortran 处理数组的方式不同（Python 从索引 0 开始，Fortran 从索引 1 开始），但这不是错误。 mytest.vars.fk[0] 在调用子程序后不被修改（初始值为 0.0）。

Answer 1

代码有两个问题：

1. 您已注意到的索引问题。您仍然需要在 Python 中访问 fk[0] 以获得所需的行为。

2. 使用selected_real_kind(p=15) 表示种类规范。请参阅FAQ of F2PY 和相关的SO answer。

目前，f2py 将您的变量视为默认实变量（此处为 32 位）而不是双精度。你可以通过创建一个文件.f2py_f2cmap（在当前工作目录中）来修复它，内容如下：

{'real':{'selected_real_kind(p=15)': 'double'}}

这将为您的参数选择“double”作为相应的 C 类型。不幸的是，F2PY 无法检测现代 Fortran 类型。

我将此标记为与f2py: Specifying real precision in fortran when interfacing with python? 重复，但这里也存在索引问题。让我们看看其他人的想法。