Python使用Ctypes调用fortran的dll问题请教

Labradog · 发表于 2016-9-7 00:08:09

本帖最后由 Labradog 于 2016-9-7 12:46 编辑

各位好，前段时间发过一个python利用f2py调用fortran的帖子，下面回复的@pasuka兄弟建议我用Ctypes或是cffi，后来自己了解了一下，综合对比了一下，确实Ctypes更好用。现在有一个小问题，想跟各位请教一下。Fortran代码如下。

[Fortran] 纯文本查看 复制代码

!*****************************************************
!   随机数模块：
!      通过重载分别定义针对数组以及int的过程
!
!*****************************************************
module rand_m
    implicit none

    interface randi            ! 过程重载
        module procedure randi_ar   ! 数组
        module procedure randi_in   ! int
    end interface
    contains
    !****************************************
        subroutine randi_ar(int_min,int_max,rand_arr)
        ! 输入：下界，上界，随机数变量--数组
        ! 输出：随机数变量--数组
            implicit none
            
            integer,intent(in)::int_min
            integer,intent(in)::int_max
            integer,intent(out),dimension(:)::rand_arr

            ! 局部变量
            real,allocatable,dimension(:)::temp

            if (.not. allocated(temp)) allocate(temp(size(rand_arr)))

            call random_seed()
            call random_number(temp)
            rand_arr=abs(int_max-int_min)*temp+min(int_min,int_max)
            ! 返回rand_arr：随机数组            
        end subroutine randi_ar

        subroutine randi_in(int_min,int_max,rand_int)
        ! 输入：下界，上界，随机数变量--int
        ! 输出：随机数变量--int
            implicit none

            integer,intent(in)::int_min
            integer,intent(in)::int_max
            integer,intent(out)::rand_int

            ! 局部变量
            real::temp

            call random_seed()
            call random_number(temp)
            rand_int=abs(int_max-int_min)*temp+min(int_min,int_max)
            ! 返回rand_int：随机数--int    
        end subroutine randi_in
end module rand_m


module OM_module
use,intrinsic::iso_c_binding
use rand_m
implicit none
contains
    subroutine rand_nucle(arr,nucle_num,n1,n2)
    !dec$ attributes dllexport,decorate,alias:"rand_nucle" :: rand_nucle

        implicit none
            integer(kind=c_int),intent(in),value::n1,n2,nucle_num
        integer(kind=c_int),intent(out),dimension(n1,n2)::arr

            integer::nval=1
        integer,allocatable,dimension(:)::temp_index  ! 二维数组两个索引，不需要改动
        real::i,j

        if (.not. allocated(temp_index)) allocate(temp_index(2))    ! 二维数组两个索引，数字2不需要改动       
    
        do while (nval<=nucle_num)
            call randi(1,n1,temp_index(1))
            call randi(1,n2,temp_index(2))
                
            if (arr(temp_index(1),temp_index(2))<=0) then   ! 注意一定是小于等于，只有小于会一直执行条件语句
                call randi(1,180,arr(temp_index(1),temp_index(2)))
                nval=nval+1
            end if                                
        end do
        deallocate(temp_index)
        end subroutine rand_nucle
end module OM_module
!*****************************************************

program test
    use OM_module
    implicit none
    integer,dimension(5,5)::arr
    integer::n1,n2,n3

    arr=0

    n1=5
    n2=5
    n3=2

    write(*,*) arr
    write(*,*) "*************"

    call rand_nucle(arr,n3,n1,n2)

    write(*,*) arr

end program

代码主要是在一个全0二位数组中随机生成几个正整数。
Test之后证明Fortran代码没得问题，不管写的怎么样，反正能实现我的想法。
fortran 命令行编译dll：ifort /dll test.F90 生成test1.dll。

Python代码如下：

[Python] 纯文本查看 复制代码

#! /usr/bin/env python
#coding=utf-8
import numpy as np
from numpy.ctypeslib import load_library,ndpointer
from ctypes import *
# shape of 2d array
n1,n2 = 10,10
n3=3
# create an empty 2d array
data = np.zeros(shape=(n1,n2),dtype='int64',order='f')
flib = load_library("test1.dll","./")
flib.argtypes = [ndpointer(dtype='int64',ndim=2),c_int,c_int,c_int]
flib.rand_nucle(data.ctypes.data,n3,n1,n2)
print "*"*80
print data

从python中传入一个全0二维矩阵，运算完后返回，运行之后矩阵变成了如下图：
显然有两个数字太大了，完全不对。我在Fortran中设定的是1-180之间的正整数，在fortran中test也正常。为何python调用之后成了这个样子，百思不得其解，还请各位帮忙看看。
PS：Fcode兄弟提醒后把Python中int64改成int就OK了，我会继续想怎么让ifort默认int64。改后得到的结果在第二张图片上。