在Fortran调用C函数中检查ISO_C_BINDING的用法

编程问答 2022-07-23

问题描述

我在ISO_C_BINDING上问了几个问题，并制定了例行程序。由于我在处理Fortran POINTER时经常犯很多错误，因此我想确保没有错误或不建议使用的怪异之处。

（Fortran部分）

program test
  use iso_c_binding
  implicit none
  interface
    subroutine get_value_array(in,num) bind(C,name='get_value_Array')
      use iso_c_binding
      implicit none
      type(C_PTR),intent(inout)  :: in
      integer(C_INT),value,intent(in)     :: num
    end subroutine
  end interface

  real(C_DOUBLE),allocatable,target  :: array(:)
  real(C_DOUBLE),pointer :: array_fptr(:)
  type(C_PTR)                          :: array_cptr

  integer :: array_len

  allocate(array(12))
  array_len = size(array,1)

  array_cptr = C_LOC(array)

  call get_value_array (array_cptr,array_len)

  call C_F_POINTER(array_cptr,array_fptr,[array_len])

  print *,'array_fptr'
  print *,array_fptr

  print *,'array'
  print *,array

end program

（C部分）

void get_value_Array(double **in,int num) {
  int i;
  for (i = 0; i < num; i++) {
    (*in)[i] = i+1;
  } 
}

（输出）

 array_fptr
   1.00000000000000        2.00000000000000        3.00000000000000
   4.00000000000000        5.00000000000000        6.00000000000000
   7.00000000000000        8.00000000000000        9.00000000000000
   10.0000000000000        11.0000000000000        12.0000000000000
 array
   1.00000000000000        2.00000000000000        3.00000000000000 
   4.00000000000000        5.00000000000000        6.00000000000000 
   7.00000000000000        8.00000000000000        9.00000000000000 
   10.0000000000000        11.0000000000000        12.0000000000000

要确定，该过程是

  1. array_cptr通过array函数与C_LOC关联。 （也许'associate'在这里不是合适的术语，因为它是与Fortran指针相关的术语。我应该怎么称呼它？）
  2. array在我调用get_value_array时被修改，因为子例程（或C函数）修改了array_cptr指向的位置。
    3. 当我打电话给array_fptr时，
  3. array通过array_cptr与C_F_POINTER相关联

最后array_cptr和array_fptr是彼此不同的对象（？），同时指向相同的目标array，对吗？

解决方法

问题中的陈述含糊不清。准确地说。

  1. 使用Fortran语句array_cptr = C_LOC(array)，为array_cptr分配了array的C地址。

  2. 调用get_value_array时，array的值最终由C函数修改。 Fortran代码还允许子例程（或C函数）修改存储在array_cptr中的C地址-虚拟参数声明为INTENT（INOUT）且不具有VALUE属性，并且与C函数通过引用获取指向数组的指针（即，将C形式参数声明为指向double指针的指针）。但是C函数不会对存储在array_cptr中的C地址进行此​​类修改。对于所示的代码，存在不必要的间接级别。

  3. Fortran代码将array_fptr与array_cptr中C地址所引用的内容相关联。由于array_cptr中的C地址尚未被C函数更改，因此array_fptr继续与array关联。在这种情况下执行C_F_POINTER不会更改程序的状态。

array_cptr与array_fptr是不同的东西-但它们具有相同的目标（array_cptr是一个对象，array_fptr与一个对象相关联-与不同，Fortran中的指针本身并不是对象在C中）。

cfortranfortran-iso-c-bindingpointers