使用 f2py 时，fortran 模块中的函数范围与为 fortran 程序编译时不同？

Question

我的问题是使用 f2py 编译时，模块中定义的函数无法识别某些模块变量。在声明传递给函数的变量类型的参数（例如描述real 类型的变量或维度元素）时会引发错误。使用 gfortran 编译时没有出现此错误。使用 f2py 编译时有什么区别以及如何解决这些错误？

我的示例文件 moddata.f90 包含以下代码：

module mod

  implicit none

  integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15)
  integer, parameter :: nelem = 3
  real(kind=dp), dimension(nelem) :: b

  parameter (b=(/3,1,2/))

contains
  function foo(x,y) result(z)
!  dp, nelem are defined in module above
    real(kind=dp), intent(in) :: x !scalar
    integer, dimension(nelem), intent(in) :: y
!  local variable
    real(kind=dp) :: z

    z = sum(b*y*x)

  end function foo
end module mod

我用

编译

f2py -c -m moddata moddata.f90

我收到以下错误：

  y_Dims[0]=(nelem);
             ^
1 warning and 1 error generated.reduce to a constant expression

如果我在integer, dimension(nelem), intent(in) :: y 之前重新定义integer, parameter :: nelem=3 并重新编译，我会得到

      real(kind=dp) foof2pywrap
                1
Error: Parameter 'dp' at (1) has not been declared or is a variable, which does not reduce to a constant expression

每个real(kind=dp) 声明都有相同的错误，并且

      foof2pywrap = foo(x, y)
                    1
Warning: Possible change of value in conversion from REAL(8) to REAL(4) at (1)

所以我必须在函数中通过integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15) 重新定义dp。然后它就起作用了。

当我使用 fortran 包装器编译此模块时，我没有收到这些错误。我想知道为什么函数中的nelem 和dp 没有与f2py 正确限定范围？

Answer 1

也许我错了，但我不认为 f2py 可以处理 Fortran 90 的module+contains 功能。如果你把你的代码变成

function foo(x,y) result(z)
   integer, parameter :: dp = selected_real_kind(15)
   real(kind=dp), intent(in) :: x
   integer, parameter :: nelem = 3
   integer, dimension(3), parameter :  = (/3, 1, 2/)
   integer, dimension(nelem), intent(in) :: y
   real(kind=dp) :: z

   z = sum(b*y*x)
end function

并像以前一样编译它，它可以工作：

 >>> x = 1.0000000000
 >>> y = [2, 3, 4]
 >>> moddata.foo(x,y)
 17.0

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编辑

this question on SO 的答案说 f2py 不了解如何将 Fortran 函数转换为 python 函数。所以我把function foo改成subroutine foo2，然后编译成f2py moddata.f90 -m moddata作为输出得到

Reading fortran codes...
        Reading file 'moddata.f90' (format:free)
Post-processing...
        Block: moddata
                        Block: moddata
In: :moddata:moddata.f90:moddata
get_parameters: got "invalid syntax (<string>, line 1)" on '(/3, 1, 2/)'
                                Block: foo2
Post-processing (stage 2)...
        Block: moddata
                Block: unknown_interface
                    Block: moddata
                            Block: foo2
Building modules...
        Building module "moddata"...
                Constructing F90 module support for "moddata"...
                    Variables: nelem b dp
                    Constructing wrapper function "moddata.foo2"...
getctype: "real(kind=dp)" is mapped to C "float" (to override define dict(real = dict(dp="<C typespec>")) in /home/jdwood/Documents/Physics/Fortran/tests/f2py/.f2py_f2cmap file).
getctype: "real(kind=dp)" is mapped to C "float" (to override define dict(real = dict(dp="<C typespec>")) in /home/jdwood/Documents/Physics/Fortran/tests/f2py/.f2py_f2cmap file).
getctype: "real(kind=dp)" is mapped to C "float" (to override define dict(real = dict(dp="<C typespec>")) in /home/jdwood/Documents/Physics/Fortran/tests/f2py/.f2py_f2cmap file).
getctype: "real(kind=dp)" is mapped to C "float" (to override define dict(real = dict(dp="<C typespec>")) in /home/jdwood/Documents/Physics/Fortran/tests/f2py/.f2py_f2cmap file).
getctype: "real(kind=dp)" is mapped to C "float" (to override define dict(real = dict(dp="<C typespec>")) in /home/jdwood/Documents/Physics/Fortran/tests/f2py/.f2py_f2cmap file).
getctype: "real(kind=dp)" is mapped to C "float" (to override define dict(real = dict(dp="<C typespec>")) in /home/jdwood/Documents/Physics/Fortran/tests/f2py/.f2py_f2cmap file).
                          z = foo2(x,y)
Wrote C/API module "moddata" to file "./moddatamodule.c"
Fortran 90 wrappers are saved to "./moddata-f2pywrappers2.f90"

所以看起来双精度确实丢失了，所以按照建议编辑一个名为 .f2py_f2cmap 的文件，我这样做了，当涉及到 dp 时没有出错。但是，它仍然给nelem 报错，所以我可以想到两种解决方案：

1. 坚持使用3 代替nelem
2. 将nelem 和b 作为变量传递给子程序

我还发现，在使用 parameter(b = (/3.d0, 1.d0, 2.d0/) ) 行时，我收到了一条警告

analyzeline: Failed to evaluate '/3.e0+1j*( 1.e0+1j*( 2.e0/)'. Ignoring: invalid syntax (<string>, line 1)

我不知道该怎么做。但是，当我使用 x=1.0 和 y=(/ 3, 6, 2/) （都使用 python 和在 Fortran 程序中使用模块）时，我确实得到 18 作为答案。

简而言之，在使用 f2py 时完全避免使用函数。