用于 c# 的 minpack fortran .dll答案

【问题标题】：minpack fortran .dll for use in c#用于 c# 的 minpack fortran .dll
【发布时间】：2013-09-11 11:04:17
【问题描述】：

我正在尝试在我的 c# windows 窗体解决方案中包含 minpack，它是用 FORTRAN 编写的，用于解决未定数学问题的最小二乘解决方案。

我已经读到可以将 minpack fortran 子例程编译成 .dll，其中有 7 个（都在单独的文件中），然后我可以将其添加为 Visual Studio 2012 中我的 c# 程序的引用。

我已经尝试了 2 天，但运气不佳。我已经下载了 GCC GNU 来编译 fortran 文件。到目前为止，我的步骤是：

1) 使用 mingw64env 命令提示符中的语法“gcc -c filename1.f”为所有 7 个文件将 fortran 文件编译为通用对象文件格式 (COFF *.o) 文件

2) 然后我使用语法“gcc -shared -o mindpack.dll filename1.o filename2.o filename3.o...”将这些文件一起编译成一个共享的可执行文件

这会输出一个没有报告错误的 .dll 文件。

3) 但是当我尝试将其添加为对我的 windows 窗体项目 (c#) 的引用时，我收到错误消息“无法添加对 '*.dll' 的引用。请确保该文件是可访问的，并且它是一个有效的程序集或 COM 组件。”

4) 解决此问题的建议之一是找到文件 C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\Bin\TlbImp.exe 并使用语法“TlbImp.exe”执行它minpack.dll”，但这会给出错误“TlbImp：错误 T10000：输入文件 'C:\mingw64\minpack.dll' 不是有效的类型库。

谁能指出我正确的方向，因为我才刚刚开始学习 c#，并且一些在线解决方案对于头文件和 DEF 文件之类的东西让我头疼，我不确定这些是否相关。

如果有人能提出一个解决方案，将一组 fortran 子例程转换为一个可以从 c# 调用的单个 .dll 文件，最好使用 GCC GNU（或其他一些免费软件），将不胜感激。

提前致谢。

【问题讨论】：

标签： c# gcc dll fortran gnu

【解决方案1】：

无法将非托管 dll 添加为对 C# 应用程序的引用。 GCC 无法为您轻松链接 COM 对象。

如果 dll 导出多个全局函数，那么您应该可以使用 Platfrom Invoke（DllImport 属性）从 C# 调用它们

请查看此 article 或 Google 搜索中的任何其他内容。

【讨论】：

只有一个全局函数，其余的只能在全局函数中调用。这会完全改变您的建议吗？还是继续这样做？
一个全局函数或它们的数量没有区别。这只意味着，你必须通过 P/Invoke 调用单个函数，从而简化事情。

【解决方案2】：

这个答案与问题有些正交，因为它完全避免了 Fortran，但鉴于 C# 和 MINPACK 搜索结果中问题的普遍性，值得一提的是open source C/C++ port of MINPACK 可用，这可能会简化使某些东西可以从 .NET 中调用。

要使用这个特定的库，

下载release version of the source code，在撰写本文时最新版本为 1.6.3。
打开其中包含的 Visual C++ 解决方案 cminpack.sln，并构建它以获得库 cminpack_dll.dll。
将cminpack_dll.dll 添加到您的 .NET 解决方案中，并确保在构建时将其复制到输出目录。
此时可以使用P/Invoke调用库。

以下示例显示了如何将二次函数拟合到给定的数据点集合：

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Define some test data by 5i + 3i^2. The plan is to let cminpack figure out
        // the values 5 and 3.
        var data = Enumerable.Range(0, 20)
            .Select(i => 5 * i + 3 * Math.Pow(i, 2))
            .ToList();

        CminpackFuncMn residuals = (p, m, n, x, fvec, iflag) =>
        {
            unsafe
            {
                // Update fvec with the values of the residuals x[0]*i + x[1]*i^2 - data[i].
                var fvecPtr = (double*)fvec;
                var xPtr = (double*)x;
                for (var i = 0; i < m; i++)
                    *(fvecPtr + i) = *xPtr * i + *(xPtr + 1) * Math.Pow(i, 2) - data[i];
            }
            return 0;
        };

        // Define an initial (bad) guess for the value of the parameters x.
        double[] parameters = { 2d, 2d };
        var numParameters = parameters.Length;
        var numResiduals = data.Count;
        var lwa = numResiduals * numParameters + 5 * numParameters + numResiduals;

        // Call cminpack
        var info = lmdif1(
            fcn: residuals,
            p: IntPtr.Zero,
            m: numResiduals,
            n: numParameters,
            x: parameters,
            fvec: new double[numResiduals],
            tol: 0.00001,
            iwa: new int[numParameters],
            wa: new double[lwa],
            lwa: lwa);

        // parameters now contains { 5, 3 }.
        Console.WriteLine($"Return value: {info}, x: {string.Join(", ", parameters)}");
    }

    [DllImport("cminpack_dll.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int lmdif1(CminpackFuncMn fcn, IntPtr p, int m, int n, double[] x,
        double[] fvec, double tol, int[] iwa, double[] wa, int lwa);

    [UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Cdecl)]
    public delegate int CminpackFuncMn(IntPtr p, int m, int n, IntPtr x, IntPtr fvec, int iflag);
}

这里，lmdif1和CminpackFuncMn的签名可以通过查看cminpack中的relevant header file来推断。

【讨论】：