将C++函数指针传递到Fortran子例程

Passing C++ function pointers to Fortran subroutine

本文关键字：Fortran 子例程 C++ 函数 指针      更新时间：2023-10-16

我一直在尝试调试这段代码，它调用Fortran子程序DLSODE。这个子程序的两个参数是函数，FEX和JEX，我将它们作为函数指针传递。据我所知，fortran子例程使用的任何函数都必须具有按引用调用参数，因为fortran不接受按值调用。

我的问题是，我得到的错误似乎表明我在指针的函数声明中声明的数据类型与下面的函数定义之间存在差异，并且我没有成功调试它。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;


extern"C" {void DLSODE_(void (*fex)(int, double, double[], double[]), int *NEQ,
                        double *Y[], double *T, double *TOUT, int *ITOL,
                        double *RTOL, double *ATOL[], int *ITASK, int *ISTATE,
                        int *IOPT, double *RWORK[], int *LRW, int *IWORK[],
                        int *LIW, void (*jex)(int, double, double[], int, 
                                              int, double [3][3], int), 
                        int *MF);
}    


void FEX (int &NEQ, double &T, double Y[], int YDOT[]);


void JEX (int &NEQ, double &T, double Y[], int &ML, int &MU, double PD[3][3], 
          int &NRPD);


int main(){
    int IOPT, IOUT, ISTATE, ITASK, ITOL, IWORK[23], LIW, LRW, MF, NEQ, ICOUNT=1;
    double ATOL[3], RTOL, RWORK[58], T, TOUT, Y[3];
    NEQ = 3;
    Y[0] = 1;
    Y[1] = 0;
    Y[2] = 0;
    T = 0;
    TOUT = 0.4;
    ITOL = 2;
    RTOL = pow(10,-4);
    ATOL[0] = pow(10,-6);
    ATOL[1] = pow(10,-10);
    ATOL[2] = pow(10,-6);
    ITASK = 1;
    ISTATE = 1;
    IOPT = 0;
    LRW = 58;
    LIW = 23;
    MF = 21;
    for (ICOUNT; ICOUNT <13; ICOUNT++)
    {
        DLSODE_(&FEX, &NEQ, &Y, &T, &TOUT, &ITOL, &RTOL, &ATOL, &ITASK, &ISTATE, 
                &IOPT, &RWORK, &LRW, &IWORK, &LIW, &JEX, &MF);
        cout<<"At t= "<<T<<" y= "<<Y[1]<<" "<<Y[2]<<" "<<Y[3]<<"n";
    }
}


void FEX (int &NEQ, double &T, double Y[], double YDOT[]){
    YDOT[0] = -.04*Y[0] + pow(10,4)*Y[1]*Y[2];
    YDOT[2] = 3*pow(10,7)*Y[1]*Y[1];
    YDOT[1] = -YDOT[0] - YDOT[2];
}


void JEX (int &NEQ, double &T, double Y[], int &ML, int &MU, double &PD[3][3], 
          int &NRPD){
    PD[0][0] = -.04;
    PD[0][1] = 1*pow(10,4)*Y[2];
    PD[0][2] = 1*pow(10,4)*Y[1];
    PD[1][0] = .04;
    PD[1][2] = -PD[0][2];
    PD[2][1] = 6*pow(10,7)*Y[1];
    PD[1][1] = -PD[0][1] - PD[2][1];
}

错误消息是

 cversion1.cpp: In function ‘int main()’:
 cversion1.cpp:44:52: error: invalid conversion from ‘void (*)(int&, double&, double*, int*)’ to ‘void (*)(int, double, double*, double*)’
 cversion1.cpp:44:52: error: cannot convert ‘double (*)[3]’ to ‘double**’ for argument ‘3’ to ‘void DLSODE_(void (*)(int, double, double*, double*), int*, double**, double*, double*, int*, double*, double**, int*, int*, int*, double**, int*, int**, int*, void (*)(int, double, double*, int, int, double (*)[3], int), int*)’
 cversion1.cpp: At global scope:
 cversion1.cpp:55:77: error: declaration of ‘PD’ as array of references
 cversion1.cpp:55:78: error: expected ‘)’ before ‘,’ token
 cversion1.cpp:56:4: error: expected unqualified-id before ‘int’

谢谢你，

将C或C++与Fortran接口的现代方法是使用Fortran ISO C绑定。这提供了一种接口Fortran和C（以及通过"extern"C"连接C++）的方法，后者是Fortran语言标准的一部分，因此与编译器和平台无关。不再需要诸如"Fortran通过引用传递"和Fortran编译器附加下划线（在另一个答案中链接的网页中生成）之类的语句。程序员可以指定与C兼容的调用约定和精确的名称。这是允许您修改Fortran代码的情况。或者，您可以在C/C++例程和原始Fortran例程之间用Fortran编写一个粘合例程。关于ISO C绑定的Stackoverflow，以前有很多问题/答案。gfortran手册中有一些例子。

void (*fex)(int, double, double[], double[])

与不匹配

void FEX (int &NEQ, double &T, double Y[], double YDOT[])

您已经将DLSODE的参数3声明为double *Y[]，一个指向double的指针数组，但它应该只是double Y[]。您正在传递&Y，并且Y被声明为double Y[3]，但您应该只传递Y。

在您的JEX声明中，您有double &PD[3][3]，但这里只需要double PD[3][3]。

应该将类似3*pow(10,7)的计算表示为30000000或3E7，它们是编译时间常数。

还要记住，C和C++对二维数组使用行主序，但FORTRAN使用列主序。当您通过C/FORTRAN边界时，这将具有转置数组的效果。

这涵盖了你发布的错误消息和我看到的所有错误。

此外，这似乎是你尝试做什么的一个很好的参考。

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