在科学计算和工程领域，Python和Fortran都是常用的编程语言嗯。Python以其简洁的语法和强大的库支持而闻名，而Fortran则在数值计算和大型科学计算中有着悠久的历史。将这两种语言结合使用，可以充分发挥它们各自的优势，提高代码的施行效率和开发效率。本文将介绍如何在Ubuntu下巧妙地将Fortran与Python无缝结合。

方法一：使用f2py

f2py是NumPy提供的一个工具，可以将Fortran代码转换为Python模块。

1. 编写Fortran代码：创建一个名为`example.f90`的文件， 内容如下： fortran subroutine add bind use, intrinsic :: iso_c_binding real, intent :: a, b real, intent :: c c = a + b end subroutine add
2. 使用f2py生成Python模块： bash f2py -c example.f90 -m example
3. 在Python中使用生成的模块： python import example result = print # 输出

方法二：使用Cython

Cython是一个编程语言，可以将Python代码转换为C代码，并且可以调用Fortran代码。

1. 安装Cython和Numpy： bash sudo apt update sudo apt install gfortran python3-cython python3-numpy
2. 编写Fortran代码：创建一个名为`example.f90`的文件， 内容如下： fortran subroutine add bind use, intrinsic :: iso_c_binding real, intent :: a, b real, intent :: c c = a + b end subroutine add
3. 创建Cython接口代码：创建一个名为`example.pyx`的文件，内容如下： python cdef extern from "example.f90": void add_ def add: cdef double c add_ return c
4. 编译Cython代码： bash python setup.py build_ext --inplace
5. 在Python中使用生成的模块： python import example result = print # 输出

方法三：使用pybind11

pybind11是一个轻量级的头文件库，用于将C++代码暴露给Python。虽然它主要用于C++，但也可以通过一些技巧来调用Fortran代码。

1. 安装gfortran和pybind11： bash sudo apt update sudo apt install gfortran python3-pybind11-dev
2. 编写Fortran代码：创建一个名为`example.f90`的文件， 内容如下： fortran subroutine add bind use, intrinsic :: iso_c_binding real, intent :: a, b real, intent :: c c = a + b end subroutine add
3. 编写C++包装代码：创建一个名为`example.cpp`的文件，内容如下： cpp #include #include #include "example.f90" namespace py = pybind11; PYBIND11_MODULE { m.def; }
4. 编译C++代码： bash g++ -shared -pthread -fPIC -fmax-errors=1 -D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0 -I/usr/include/python3.8 -I/usr/include/python3.8/pybind11 -o libexample.so example.cpp -lgfortran
5. 在Python中使用生成的模块： python import example result = print # 输出

在Ubuntu下Fortran与Python可以通过多种方式结合使用。选择合适的方法取决于你的具体需求和偏好。本文介绍了三种常见的方法：使用f2py、Cython和pybind11。希望这些方法能帮助你轻松地将Fortran与Python无缝结合。