在科學打算跟工程範疇，Fortran跟C言語都扮演着重要的角色。Fortran作為歷史長久的編程言語，在數值打算範疇有着深沈的積聚，而C言語以其機動性跟富強的底層操縱才能，在現代軟件開辟中佔據主導地位。但是，Fortran跟C言語在語法跟語義上存在差別，這使得代碼遷移跟互操縱成為一個挑釁。本文將探究怎樣輕鬆實現C與Fortran的兼容，幫助開辟者實現代碼的遷移與互操縱。
Fortran到C的代碼遷移
f2c編譯器
為了便利Fortran言語的代碼可能遷移到C言語情況下，f2c編譯器被開收返來。f2c編譯器的重要任務是將Fortran言語編寫的代碼文件（平日以.f作為文件擴大名）剖析跟轉換成等效的C言語代碼。
任務道理
f2c編譯器的任務道理涉及到編譯道理中的多個步調，包含：
- 詞法分析：將Fortran源代碼轉換為一系列的標記（tokens）。
- 語法分析：檢查標記序列能否符合Fortran的語法則矩。
- 語義分析：檢查代碼的語義能否正確，比方變量範例、函數挪用等。
- 旁邊代碼生成：將語義分析後的代碼轉換為旁邊代碼。
- 目標代碼生成：將旁邊代碼轉換為C言語代碼。
轉換示例
比方，Fortran言語中數組的下標平日從1開端，而C言語中數組的下標從0開端。f2c編譯器須要辨認出如許的差別並停止恰當的轉換。
! Fortran 代碼示例
integer, parameter :: N = 5
integer :: A(N)
do i = 1, N
A(i) = i
end do
轉換為C言語代碼：
! C 言語代碼示例
#define N 5
int A[N];
for (int i = 0; i < N; ++i) {
A[i] = i;
}
libf2c開源軟件
libf2c是一款專為將Fortran言語編寫的代碼轉換成C言語代碼而計劃的開源軟件。它包含了一系列的源代碼文件，用於實現Fortran到C的轉換功能。
C與Fortran的互操縱
利用f2py
f2py是一個富強的東西，它可能讓你將Fortran代碼編譯成Python可能導入的模塊。它支撐Fortran 77、90、95以及現代Fortran言語。
安裝f2py
f2py平日作為NumPy包的一部分安裝。假如你曾經安裝了NumPy，那麼f2py應當曾經就緒。假如不，你可能經由過程以下命令安裝：
pip install numpy
編譯Fortran代碼
假設你有一段Fortran代碼myfortranfile.f90，你可能利用f2py將其編譯為Python模塊：
f2py -c -m mymodule myfortranfile.f90
在Python中挪用
編譯實現後，你可能在Python劇本中直接導入並利用：
import mymodule
result = mymodule.myfunction(args)
利用ctypes挪用共享庫
假如你更偏向於將Fortran代碼編譯為共享庫，可能利用Python的ctypes庫來加載並挪用庫中的函數。
編譯Fortran代碼為共享庫
起首，你須要利用Fortran編譯器將Fortran代碼編譯為共享庫。然後，在Python中利用ctypes庫加載並挪用這些函數。
總結
經由過程利用f2c編譯器、libf2c開源軟件、f2py跟ctypes等東西，開辟者可能輕鬆實現C與Fortran的兼容，實現代碼的遷移與互操縱。這對在科學打算跟工程範疇中的軟件開辟存在重要意思。