转的FORTRAN/C/C++混合编程,大家有兴趣就看看吧 - 核能革新 ChinaNet
热图推荐
    查看: 7255|回复: 2

    转的FORTRAN/C/C++混合编程,大家有兴趣就看看吧

    [复制链接]

    17

    主题

    22

    帖子

    63

    积分

    注册会员

    Rank: 2

    积分
    63
    发表于 2015-4-8 09:58:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 zhuer91 于 2015-4-8 10:00 编辑

    C/C++/FORTRAN 混合编程
    混合编程在软件编程中是经常遇到的问题,尤其是C/C++/FORTRAN的混合编程,本文主要说
    明以上三种语言混合编程中经常遇到的问题,同时,也说明了不同平台下混合编程应注意
    的问题。
    混合语言编程要注意的问题主要体现在:函数调用和数据结构的存储。
    1 Windows平台
    函数:由于Fortran编程语言没有大小写之分,Windows平台下的混合语言编程要注意的主
    要是大小写的问题。考虑到编译器的差异,可以用下面的方式进行跨平台编程的函数声明
    。( C/C++编译器使用Microsoft Visual C++ 6.0, Fortran编译器使用 Digital Visual
    Fortran 6.0)。
    假设一个C的函数为 void cFunction(); 那么,只需要在它的头文件里面进行如下定义即
    可:
    #ifdef  __cplusplus
    extern “C” void {
    #endif
    extern void __stdcall CFunction();
    #define cFunction CFUNCTION
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    这样,在Fortran或者C++的程序里面就可以直接调用了。
    假设是一个Fortran函数SUBROUTINE FFUNCTION(); 那么,在C++头文件里进行如下的定义
    就可以了:
    #ifdef  __cplusplus
    extern “C” void {
    #endif
    extern void __stdcall ffunction();
    #define ffunction FFUNCTION
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    这样,就可以在C++的程序里面直接调用。由于C编译器里面,没有定义__cplusplus这个环
    境变量,因此,C文件里面,也可以直接使用这个头文件。
    如果是一个C++函数,如: void cPlusplusFunction();和c函数一样,进行下面的定义
    即可:
    #ifdef  __cplusplus
    extern “C” void {
    #endif
    extern void __stdcall cPlusplusFunction ();
    #define cPlusplusFunction CPLUSPLUSFUNCTION
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    经过上面的定义后,所有的函数便可以在三种语言中自由调用。
    在三种语言的混合编程中,还要注意函数的参数:字符串的传递问题。
    Windows平台上的Fortran和C/C++的混合语言编程里,字符串的处理需要特别注意。Fortr
    an的一个字符变量是定长的字符串,没有特别的终止符号,这不像C/C++。关于怎样表示字
    符、怎样存储它们的长度没有固定的约定。有些编译器把一个字符参数作为一对参数传送
    给一个程序,其中之一是保存这个串的地址,另一个是保存串的长度。Fortran里面字符串
    的结束就是靠字符串的长度确定的。
    对含有字符串的函数,可以这样处理:
    例如函数 void cCharFunction( char *msg );需要定义成:void cCharFunction( char
    *msg , int len ); 经过上面的define之后,在Fortran中,只需调用CCHARFUNCTION( M
    SG )即可。由于Fortran程序没有明显得字符串结束标志,这样,如果两个字符串连在一
    起的话,C的程序里就会取到这个连在一起的字符串,因此,最好在C的程序里面,对这个
    由Fortran程序得到的字符串进行处理,因为,从len这个变量,可以得到字符串长度,截
    取msg的前len个字符作为这个字符串的应有长度。


    转自52MC论坛
    回复

    使用道具 举报

    17

    主题

    22

    帖子

    63

    积分

    注册会员

    Rank: 2

    积分
    63
     楼主| 发表于 2015-4-8 09:59:41 | 显示全部楼层
    而如果是在Fortran程序里面,如函数:SUBROUTINE FCHARFUNCTION(FCHAR);经过相应
    的声明,进行下面的定义即可:  
    #define fCharFunction( fchar ), FCHARFUNCTION( fchar, strlen(fchar) )
    这样,在C/C++程序里即可直接调用。
    在这三种语言的混合编程里,还有一个小问题就是指针的问题。Fortran里面所有的变量都
    相当于C/C++里面的指针,所以,在C/C++里面的程序里,函数的参数应一律声明成指针的
    形式(除了字符串参数后面的长度)。
    数据:混合编程里,数据上存在的差异也必须引起足够的重视。这体现在两个方面,数组
    和结构。
    数组:Fortran语言里面,数组和C/C++里面的数组有些不同,这表现在两个方面,一是行
    列顺序,二是数组起始值。
    Fortran语言不同于C/C++的行优先,而使用列优先的方式。假设一个A数组,m行n列,那么
    采用行优先时的数据存放格式为:
    a11,a12,…,a1n,a21,a22,…,a2n,……,am1,am2,…,amn
    而采用列优先的数据存放格式为:
    a11,a21,…,am1,a12,a22,…,am2,……,a1n,a2n,…,amn
    行优先顺序推广到多维数组,规定为先排最右的下标;列优先顺序推广到多维数组,规定
    为先排最左的下标。这样,在混合语言编程里调用数据时,必须注意行列优先的差别,进
    行准确的调用。
    数组的另一个差别是起始下标的不同。Fortran里面,默认的数组下标是以1开始的,而C/
    C++里面是从0开始的,所以,在调用里面要注意加一或者减一,以保证调用到正确的数据

    结构:在Fortran语言里的结构经过声明后,就被分配了空间,在C/C++里面也要声明它,
    采用下面的方式:
    Fortran:
    COMMON /COLOR7/ C_RED, C_GREEN, C_BLUE
    COMMON /NDDAT/  NID(NASIZE),XN(3,NASIZE)

    C/C++:
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    #define color7 COLOR7
    #define nddat NDDAT
    extern struct {float c_red; float c_green; float c_blue;} color7;
    extern struct {int nid[NASIZE]; float xn[NASIZE][3];}  nddat;  
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    17

    主题

    22

    帖子

    63

    积分

    注册会员

    Rank: 2

    积分
    63
     楼主| 发表于 2015-4-8 10:00:05 | 显示全部楼层
    2 Linux平台
    Linux平台的混合语言编程和Windows平台上的基本没有什么区别,主要是在define上的不
    同。考虑到编译器的差异,在函数声明上,可以用下面的方式进行跨平台编程的函数声明
    。( C/C++编译器使用GNU gcc,Fortran编译器使用 pgi Fortran )。
    假设一个C的函数为 void cFunction(); 那么,只需要在它的头文件里面进行定义即可:


    #ifdef  __cplusplus
    extern “C” void {
    #endif
    extern void CFunction();
    #define cFunction cfunction_
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    这样,在Fortran或者C++的程序里面就可以直接调用了。
    注意:函数名应不大于31个字符。(即cfuntion_字符长度不大于32字符。PGI&Linux)
    同样,对于C++和Fortran里面的函数,声明的时候,也只要改成小写,加下划线即可。

    对于数组来说,变化和Windows是一致的。都是行列优先顺序不同的。而对于字符串来说
    ,则不需要额外的注意,gcc编译器会处理好这个问题,也就是并不需要作出额外的改变。

    数据结构的定义,也要改成小写加下划线的方式,如:
    Fortran:
    COMMON /COLOR7/ C_RED, C_GREEN, C_BLUE
    COMMON /NDDAT/  NID(NASIZE),XN(3,NASIZE)

    C/C++:
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    #define color7 color7_
    #define nddat nddat_
    extern struct {float c_red; float c_green; float c_blue;} color7;
    extern struct {int nid[NASIZE]; float xn[NASIZE][3];}  nddat;  
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    3 其它平台
    对于Solaris平台,基本上和Linux平台完全一致,但是,考虑到Solaris大多运行在Spar
    c CPU上,它是采用big endian的,而基本的Windows和Linux运行在Intel或者AMD的X86平
    台,都是采用little endian的,这一点需要特别注意,这在读写数据文件时,应该给予足
    够的重视。其它的UNIX平台如HP UNIX,ULTRIX,IRIS等,一般都只有define上的微小差别
    ,在字符串处理、结构及数组方面基本与Linux相同,对它们来说,考虑更多的应该是中央
    处理器的不同带来的差别。(如对齐、大端和小端)。
    WIN32 平台define a A
    ULTRIX || SPARC || IRIS || LINUX 平台 define a a_
    HPUX || AIX 平台 勿须define  
    4 C/C++/FORTRAN 混合编程中的字符串处理
    混编中经常会出现需要传递字符串的情况,而字符串的传递是一个较为麻烦的事情,在F
    ortran里面,字符串是没有结束符的,但是有长度的概念,也就是,编译器里面会给每一
    个字符串一个长度,以控制字符串的长度。但是这个长度参数在不同的平台下,其位置也
    是不同的(有的直接跟在字符串后面,有的则跟在函数参数的最后面),对于常见的平台
    如Windows,Linux, Solaris, HP UNIX, IRIS, 可以用如下方法定义:

    例如 c函数
    void messag( char *msg1, int *where1, char *msg2, int *where2 )
    {
    printf(“ ……%s should be %d, while %s should be %d\n”, msg1, *where1, msg2,
    where2);
    }

    如果要在Fortran里面调用的话,需要以下define:
    #if defined ULTRIX || SPARC || IRIS || LINUX || WIN32
    #if defined ULTRIX || SPARC || IRIS || LINUX
    extern void __stdcall messag(char*, int*, char*, int*, int, int)
    #define messag( s1, i1, s2, i2 ) messag_( s1, i1, s2, i2, strlen(s1), strlen(s
    2) )
    #else  /* WIN32 Platform */
    extern void __stdcall messag(char*, int, int*, char*, int, int*)
    #define messag( s1, i1, s2, i2 ) MESSAGE( s1, strlen(s1), i1, s2, strlen(s2),  
    i2 )
    #endif
    #else  /* Other Platform */
    extern void __stdcall messag(char*, int*, char*, int*, int, int)
    #define messag( s1, i1, s2, i2 ) messag( s1, i1, s2, i2, strlen(s1), strlen(s2
    ) )
    #endif

    如果用在C++中,加上相应的
    #ifdef __cplusplus
    extern “C” {
    #endif

    /* your extern code */

    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif

    Fortran里面便可以直接调用,如:
    CALL MESSAG(char1, i1, char2,i2)

    同样,在Fortran里面写的字符串处理函数,使用以上的Define和extern后,也可以在c里
    面直接调用。
    5 文件读写
    文件的读写也是混编中一个非常重要的问题,通常的问题发生于不同平台下的混编,以及
    不同Fortran编译器编译。
    在FORTRAN中,文件的写入是由write语句完成的,而每一个write语句可一次性写入多个数
    据,构成一个数据块。而每一个无格式数据块都由下面3部分组成如图1所示:(1)数据块的
    开始标志,记录所有数据所占的字节数;(2)组成该数据块的各数据内容。整型数和浮点数
    ,均占4个字节,低字节在前,高字节在后。各数据之间不空格。(3)每个数据块的结束标
    志,也为该数据块的字节数,而不是以回车换行符作为结束标志。各记录之间也没有分隔
    符。


    除此之外,由于编程语言的差异,不同的编译器存储的格式也存在差异,如Visual FORT
    RAN与Digital FORTRAN在存储数据块中还存在着差别。差别在于在一个write语句中,Vis
    ual Fortran存储数据块的开始与结束标志是用一个字节表示,而在Digital Fortran在是
    用一个整形数,即四个字节来表示。如图2即Visual Fortran一个数据块最多可以存储2^7
    (128个字节),如果一个write语句要求写入的数据量大于128字节时,则按|80|..DATA..|
    80|80|…DATA…| 80|循环存入。所以在读取时,可以把它转化为Digital FORTRAN的存储
    形式。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

      关注我们
    • 微信公众号:
    • NuclearNet
    • 扫描二维码加关注

    Powered by Discuz! X3.2 © 2001-2013 Comsenz Inc.

    联系我们|网站声明|中国核网-核能领域第一垂直门户网站

    快速回复 返回顶部 返回列表