(完整版)Fortran混合編程課件

1、Fortran混合編程概述主要內容混合語言編程概述參數傳遞協(xié)議命名約定堆棧管理定義Fortran中過程的原型在VIF(XE2011)環(huán)境下混合編程混合語言編程概述概念：由兩種以上語言寫成的源代碼形成的程序的過程?；旌险Z言編程綜合了不同語言之間的優(yōu)點，使得編程更加快捷。Fortran適合科學計算，Visual C+更適合于圖形界面編程；兩者結合能加快編程開發(fā)速度。這里主要介紹Fortran和C/C+的混合編程問題！混合語言編程概述1、混合編程的難點是解決不同語言之間的通信問題2、而程序之間的通信是通過例程之間的相互調用實現(xiàn)的。3、不同語言間的語法規(guī)范不同，要正確通信，必須，必須建立統(tǒng)一的約定，即

2、調用約定。這里的例程是不同語言的函數、過程、子例程的總稱調用約定參數傳遞命名約定堆棧考慮參數傳遞協(xié)議參數傳遞包括以下四個方面，參數傳遞順序：Fortran和C/C+實參和虛參的對應順序都是從左到右。參數傳遞方式：值傳遞或者地址傳遞。參數數目是否可變：是否識別可選參數參數數據類型：整型，浮點，字符參數傳遞協(xié)議（一）參數傳遞方式參數傳遞方式由Attributes屬性指定，兩種方式：方式一、c，stdcall選項：Subroutine s1（a,b,c）！DEC$ attributes C : s1Real(4) a, b,cEnd subroutineC、stdcall聲明過程遵循Windows標

3、準參數傳遞方式，就是C語言參數傳遞模式區(qū)別是什么呢參數傳遞協(xié)議參數傳遞方式方式二，reference，value選項：Subroutine s1（a,b,c） ！DEC$ attributes value: a,b Real(4) a, b,cEnd subroutineReference和value選項能單獨指定輸入參數的傳遞方式Reference 指定參數為引用傳遞，這正是Fortran默認的傳值方式Value指定參數為值傳遞，這正可以適應C/C+的傳值方式參數傳遞協(xié)議參數傳遞方式以上討論的均是在Fortran源程序中作改動，實際上由于C/C+含有指針這一特殊類型，就不需要再對值傳遞和引用

4、傳遞另外作聲明了。Subroutine s1（a,b,c）！DEC$ attributes value: a,bReal(4) a, b,cEnd subroutineExtern “C”Void _ stacall s1（float a，float b，float * c）;參數傳遞協(xié)議（二）參數數目C+可以定義參數可選的函數，對于這種情況Fortran如何處理呢？Real(4) function func(x,a,b)!dec$ attributes c,varying : func!dec$ attributes alias:_func:funcReal(4) x,a,bEnd func

5、tion由Fortran調用C+程序extern “C” float func(float x,float a=0,float b=0) float f;f=a*x*x+b*x*x;return f;主程序：Program a1Write(*,*) func(1.0,3.0)end參數傳遞協(xié)議參數數目結論：如果Fortran需要調用帶有可選參數的C+函數，須在fortran程序中用c,Varying對例程進行聲明。！dec$ attributes c,varying : 例程名選項C的作用，在后面堆棧管理約定時詳細介紹。參數傳遞協(xié)議（三）數據類型FortranC/C+Integer(2)sho

6、rtInteger(4)Int,longReal(4)floatReal(8)doubleFortran和C/C+對應的數據類型命名約定名稱約定包括變量名稱、例程名稱、模塊名稱（fortran）等?；旌暇幊陶嬲盎旌稀钡氖窃诓煌Z言匯編形成的目標文件。對名稱的約定也就是對.obj文件中相應名稱所作的約定！Fortran對大小寫不敏感，但C/C+對大小寫確實嚴格區(qū)分的。編譯的過程命名約定Fortran中對名稱的聲明分三種情況：一、缺省不管fortran源文件中名稱如何，在.obj文件 中名稱一律大寫。二、指定C、stdcall選項 不管fortran源文件中名稱如何，在.obj文件 中名稱一律小

7、寫。三、Alias指定別名在.obj文件中名稱與Alias規(guī)定的名稱完全相同。命名約定C/C+對名稱說明：不論是缺省還是用cdecl、stdcall聲明，名稱均保留混合大小寫。C+的命名約定和C略有不同，C+生成的obj文件中名稱有對外部符號的修飾，一般在聲明時加上extern “C”，使其丟掉修飾而與C的命名規(guī)則一致。命名約定匯總表語言屬性.Obj中名稱name的大小寫Fortran!DEC$ atrributes C_name全部小寫Fortran!DEC$ Attributes Stdcall_namen全部小寫Fortran缺省_namen全部大寫CCdel(缺省)_name大小寫混合

8、C_stdcall_namen大小寫混合C+缺省_namederoction大小寫混合注：name為定義的函數或子例程名稱 n代表調用時堆棧地址，n為虛參列表占堆棧的大小注意，Alias服從這些法則實際上，當用Fortran調用C/C+編寫的程序（含有混合大小寫時），必須用Alias聲明別名。因為Attributes屬性其他選項無法實現(xiàn)混合大小寫的聲明。命名約定（示例）Subroutine add(a,b,c)!DEC$ Attributes C:addInteger(4) a,b,cC=a+bEnd subroutineextern “C” void add(int* a,int* b,in

9、t* c);void main()int a=1,b=2,c=0;add(&a,&b,&c);printf(“c=%d”,c);Subroutine add(a,b,c)!DEC$ Attributes stdcall,Alias _add12:add!dec$ Attributes reference : a,b,cInteger(4) a,b,cC=a+bEnd subroutineSubroutine add(a,b,c)!DEC$ Attributes stdcall,Alias: _add12:add!dec$ Attributes reference : a,bInteger(4)

10、 a,b,cC=a+bEnd subroutine命名約定（示例）Subroutine add(a,b,c)Integer(4) a,b,cC=a+bEnd subroutineextern “C” _cdecl ADD(int*a,int*b,int*c)void main()int a=1,b=2,c=0;ADD(&a,&b,&c);printf(“c=%d”,c);Subroutine add(a,b,c)!DEC$ Attributes c,Alias: _add12:AddInteger(4) a,b,cC=a+bEnd subroutineextern “C” _cdecl Add

11、(int*a,int*b,int*c)void main()int a=1,b=2,c=0;Add(&a,&b,&c);printf(“c=%d”,c);命名約定（續(xù)）Fortran調用C/C+定義的函數：program mainimplicit nonereal(8): a=2.0,b=3.0,cinterface function add2(m,n) !dec$ attributes stdcall,alias:_Add216:add2 real(8) m,n,add2 end function end interface print *,add2(a,b) read (*,*) cend

12、#includeextern C double _stdcall Add2(double m,double n)return m+n;別名命名約定（續(xù)）fortran中模塊的名稱Fortran模塊名稱在.obj文件中的形式為_MODULENAME_mp_ENTITYstacksizemodule tt1implicit nonecontainsfunction mult(a,b)!dec$ attributes c:mult!dec$ attributes value:a,breal(4) a,b,multmult=a*bend function multend moduleextern Cv

13、oid _cdecl add(int *a,int *b,int* c);extern Cfloat _cdecl TT1_mp_mult(float a,float b);int main()int a=1,b=2,c=0;add(&a,&b,&c);printf(c=%d,c);float ct;ct=TT1_mp_mult(a,b);printf(nct=%f,ct);scanf(%d,&c);堆棧管理程序之間例程的調用都是通過堆棧實現(xiàn)的，先將例程地址、例程參數壓入堆棧，然后再彈出例程參數和例程地址。堆棧滿足先進后出的原則。在聲明調用約定C的情況下，當執(zhí)行程序由被調例程返回時，由調用程序

14、負責出棧、清理堆棧的工作；缺省約定和Stdcall約定條件下，由被調用例程控制堆棧。正因為在C約定下，由調用程序控制堆棧，調用程序知道有多少參數被傳遞，占多少個字節(jié)，駐留在堆棧的什么位置等信息，所以在C約定下可以傳遞可變數量的參數。在C約定之外規(guī)定外部例程擁有Varying屬性，就能實現(xiàn)例程參數數目可變。real functiion ff（x,a,b,c）!dec$ attributes C,Varying:ffendfunctionextern “C” double(double x,double a,double b=0.0,double c=0.0)定義Fortran過程原型當要用For

15、tran調用其他語言的程序時，應該在Fortran源代碼中定義例程的原型（接口塊）interface 例程語句 例程 attributes 屬性 參數Attributes屬性 正式參數聲明end 例程end interfaceAttributes 屬性和前面的聲明方法、作用完全一樣示例VIF(XE2011)環(huán)境下混合編程VS2010環(huán)境下不能同時將多個語言的源程序放在同一個項目中編譯，F(xiàn)ortran和C/C+源程序需先編譯成目標文件.obj，然后在主程序所在工程中鏈接形成.exe文件。Fortran 調用C+C+ 調用FortranVIF(XE2011)環(huán)境下混合編程fortran調用C/C+函數很容易實現(xiàn)，在Visual studio環(huán)境下，需要將編譯器默認的運行庫設置 debug multithreaded修改為multithreaded，否則會出現(xiàn)如下的錯誤：VIF(XE2011)環(huán)境下混合編程C/C+調用Fortran例程：僅僅將Fortran生成的.obj文件添加到項目中還不夠，另外還需要將Fortran編譯器下的一些靜態(tài)庫包含進來。在安裝目錄下：ComposerXE-2011compilerlibia32The endThank you例程的等價形式語言有返回值調用無返回值調用Fortran函數（Function）子