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我有一个要在 Python 中使用的 Fortran 子例程。
subroutine create_hist(a, n, dr, bins, hist)
integer, intent(in) :: n
real(8), intent(in) :: a(n)
real(8), intent(in) :: dr
integer, intent(out), allocatable :: hist(:)
real(8), intent(out), allocatable :: bins(:)
n_b = n_bins(a, n, dr) ! a function calculating the number of bins
allocate(bins(n_b+1))
allocate(hist(n_b))
hist = 0
!... Create the histogram hist by putting elems of a into bins
end subroutine
这是一个获取数字数组 a
并根据给定 bin 大小 dr
创建直方图的简单程序。首先,它使用函数 n_bins
获取 bin 的数量,然后相应地为数组 bins
和 hist
分配空间。
虽然 gfortran
可以很好地编译此代码,但 f2py
会引发错误:
/tmp/tmpY5badz/src.linux-x86_64-2.6/mat_ops-f2pywrappers2.f90:32.37:
call create_hist_gnu(a, n, dr, bins, hist)
Error: Actual argument for 'bins' must be ALLOCATABLE at (1)
据我所知,f2py
不允许在运行时为数组分配空间(不知道为什么,因为这似乎是一种自然的科学需求)。
谁能建议一种在运行时分配 Fortran 数组的方法,以便 f2py
对此感到满意?
最佳答案
您可以使用一些有效的选项/变通方法。
1. 可能最简单的方法是安排 python 调用函数 n_bins
,然后使用该函数的结果调用(稍微修改的版本) create_hist
函数具有正确大小的不可分配输出数组。
即在 Python 中:
n_b = n_bins(a,dr) # don't need to pass n - inferred from a
bins,hist = create_hist(a,dr,n_b) # bins and hist are auto-allocated
create_hist
的 Fortran 接口(interface)现在定义为
subroutine create_hist(a, n, dr, n_b, bins, hist)
integer, intent(in) :: n
real(8), intent(in) :: a(n)
real(8), intent(in) :: dr
integer, intent(in) :: n_b
integer, intent(out) :: hist(n_b)
real(8), intent(out) :: bins(n_b+1)
! code follows
! you also need to specify the function n_bins...
这仅适用于您可以从 create_hist
外部廉价调用 n_bins
的情况。我知道有 2 种方法可以在不适用的情况下模拟可分配数组(即计算数组大小的代码很昂贵并且不容易分离)。
2. 第一种是使用模块级可分配数组(在文档 here 中描述)。这本质上是一个可分配的全局变量——您调用您的函数,它将数据保存到全局变量中,然后您可以从 Python 访问它。缺点是它不是线程安全的(即,如果您同时并行调用 create_hist
是很糟糕的)
module something
real(8), allocatable :: bins(:)
integer, allocatable :: hist(:)
contains
subroutine create_hist(a,n,dr)
integer, intent(in) :: n
real(8), intent(in) :: a(n)
real(8), intent(in) :: dr
integer :: n_b
n_b = n_bins(a,n,dr)
allocate(bins(n_b+1))
allocate(hist(n_b))
! code follows
end subroutine
end module
Python 调用看起来像
something.create_hist(a,n,dr)
bins = something.bins # or possible bins = copy.copy(something.bins)
hist = something.hist # or possible hist = copy.copy(something.hist)
3. 我非常喜欢的另一种方法是只在函数内分配数组(即不要将它们作为参数传入/传出)。但是,您传递的是一个 Python 回调函数,该函数在最后调用并保存数组。这是线程安全的(我相信)。
然后 Fortran 代码看起来像这样
subroutine create_hist(a,n,dr,callback)
integer, intent(in) :: n
real(8), intent(in) :: a(n)
real(8), intent(in) :: dr
external callable ! note: better to specify the type with an interface block (see http://www.fortran90.org/src/best-practices.html#callbacks)
integer :: n_b
real(8), allocatable :: bins(:)
integer, allocatable :: hist(:)
n_b = n_bins(a,n,dr)
allocate(bins(n_b+1))
allocate(hist(n_b))
! code follows
call callable(bins,hist,n_b)
end subroutine
不幸的是,它会稍微复杂一些。您需要使用以下命令创建一个签名文件视情况而定),然后修改其中的相关行,明确回调函数的维度:
python module create_hist__user__routines
interface create_hist_user_interface
subroutine callable(bins,hist,n_b) ! in :f:my_fortran_file.f90:stuff:create_hist:unknown_interface
real(kind=8), dimension(n_b+1) :: bins
integer, dimension(n_b) :: hist
integer :: n_b
end subroutine callable
end interface create_hist_user_interface
end python module create_hist__user__routines
用 f2py -c fortran_module.pyf my_fortran_file.f90
编译它
然后是一个简短的 Python 包装器(给你一个简单的界面),看起来像
def create_hist(a,dr):
class SaveArraysCallable(object):
def __call__(self,bins,hist):
self.bins = bins.copy()
self.hist = hist.copy()
f = SaveArrayCallable()
fortran_module.create_hist(a,dr,f)
return f.bins, f.hist
总结
在许多情况下,选项 1 可能是最好的。否则选项 2 或选项 3。我更喜欢选项 3,因为没有要避免的多线程陷阱(但实际上这是一个您可能永远不会看到的极端情况)。选项 2 更容易实现。
关于python - 可分配数组的 f2py 错误,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/34579769/
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