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我正在使用 R,但需要做很多数字运算,我想在 fortran 中做。我对 R 比较陌生,对 fortran 还是个新手……我已经有一个可以工作的 R 程序,我想对其进行优化。我创建了一个解决 ODE 系统的 Fortran 程序,我将其保存在一个子程序中。我还使用了一个名为 aux.f90 的模块来存储参数和一个函数,该函数创建一个输入方程的信号。这按预期工作,数据保存在 .txt 文件中。
我现在想做的是创建一个 R 前端,它向 Fortran 程序扔参数,例如模拟的长度或解决方案中使用的步骤数。然后 Fortran 完成繁重的工作,将结果保存在文件中,我可以使用 R 来可视化文件中的数据。请参阅下面的 Fortran 代码:
! The auxiliary module contains all parameters
module aux
implicit none
integer,parameter :: n = 2**8 ! number of steps
real(kind=4) :: jout = 0.5 ! for normal metabolism
real(kind=4) :: alp = 4.0 ! factor for growth
real(kind=4) :: bet = 1.0 ! benefit value
real(kind=4) :: etay = 0.1 ! cost value y
real(kind=4) :: etaz = 0.10 ! cost value z
real(kind=4) :: h = 3.0 ! Hill coefficient
real(kind=4) :: Kx = 0.07 ! saturation coefficient
real(kind=4) :: t1 = 0.0, t2 = 30.0 ! start and end point of the simulation
contains ! function f(t) to create a step signal
real(kind=4) function f(t)
implicit none
real(kind=4), intent(in) :: t ! taking time value
real(kind=4) :: tt
!real(kind=4), intent(out) :: s ! giving out the signal
real(kind=4) :: period = 5 ! defining the period length
tt = MODULO(t,period)
! Signal function
if (tt > 0.5*period) then
f = 1
else
f = 0
endif
end function
end module aux
! The program solving the ODE system and giving the output as a fileprogram ffl
program ffl
use aux ! Use module aux
implicit none
integer :: m,j ! iteration variable
real(kind=4), dimension(6) :: b =(/0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0/) ! expression
real(kind=4) :: dt ! time resolution
real(kind=4), dimension(n) :: t ! time vector
real(kind=4), dimension(4) :: x_new, x_aux, y_new, y_aux, q0 ! vectors
! computing the time vector
dt=(t2-t1)/real(n) ! calculating time resolution
t(1) = t1 ! setting first time value to t1 = 0
do m = 1,n ! filling the time vector
t(m) = t(m-1)+dt
end do
open(unit = 10,file = 'ffl.txt', status = 'unknown')
do j=1,6
k = b(j)
! initial conditions
q0(1) = 0 ! x
q0(2) = k ! y
q0(3) = 0 ! z
q0(4) = 0 ! w
!open(unit = 10,file = 'ffl.txt', status = 'unknown')
x_new = q0 ! set initial conditions
write(10,*)t(1),x_new(1),x_new(2),x_new(3),x_new(4) ! saving data
do m = 2,n
! Solving with a second order method
call derivate(t(m-1),x_new,y_new) ! call the derivate routine
x_aux = x_new + dt*y_new
call derivate(t(m),x_aux,y_aux)
x_new = x_new + 0.5*dt*(y_new+y_aux)
write(10,*)t(m),x_new(1),x_new(2),x_new(3),x_new(4) ! saving data
end do
end do
close(10)
end program ffl
! The subroutine derivate gives the system of ODE's to be solved
subroutine derivate(time,y,z)
use aux ! Use module aux
implicit none
real(kind=4), intent(in) :: time ! input: time vector
real(kind=4), dimension(4), intent(in) :: y ! input: initial conditions vector
real(kind=4), dimension(4), intent(out):: z ! output: results vector
z(1) = f(time)-y(1) !dx/dt
z(2) = k+(1-k)*((1+Kx)*(y(1)**h))/((y(1)**h)+Kx)-y(2) !dy/dt
z(3) = ((1+Kx)*(y(1)**h)/((y(1)**h)+Kx)*((1+Kx)*(y(2)**h))/((y(2)**h)+Kx)-y(3)) !dz/dt
z(4) = f(time)*y(3)-etay*(k+(1-k)*((1+Kx)*(y(1)**h))/((y(1)**h)+Kx)) & !dw/dt
-etaz*(((1+Kx)*(y(1)**h))/((y(1)**h)+Kx)*((1+Kx)*(y(2)**h))/((y(2)**h)+Kx))
最佳答案
程序应该作为可执行文件链接,因此您不能从子程序调用它 - 或者您调用可执行文件(在 gfortran 中使用 SYSTEM),但您可以这样做 directly from R .
从 R 调用 Fortran 的简单方法是 .Fortran R 函数,调用 Fortran subroutine
(不是 function
,也不是 program
)。
基本步骤是:
.Fortran
调用您的子程序. .Fortran
帮助:使用 .Fortran 时要注意编译的 Fortran 9x 代码:如果使用的 Fortran 9x 编译器与配置 R 时使用的 Fortran 77 编译器不同,它可能不起作用,尤其是在子例程名称不是小写或包含下划线的情况下。也可以使用 .C 并自己进行任何必要的符号名称转换。
objdump -x your.so
发送到文件并查找导出的符号)。并在 R 中使用
is.loaded("your.symbol")
进行检查,加载DLL后。请注意,gfortran 通常会在名称后附加一个额外的下划线,而在调用
.Fortran
时不需要它。来自 R。如上所述,您可以使用
.C
相反(但是,记住 Fortran 参数是通过引用传递的)。
mysub(x,y,z)
只有
z=x+y
.当这个运行时,您可以详细说明它以调用更复杂的例程。
subroutine mysub(n, a)
real :: a(n, n)
...
end subroutine
subroutine mysub(a)
real :: a(:, :)
...
end subroutine
.C
在 C 中执行此操作或
.Call
(参见
.Call 和
R Internals 的帮助)。
关于r - 包装fortran程序以在R中使用,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/23184311/
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我是一名优秀的程序员,十分优秀!