Fortran和C的混合语言编程-授课版.ppt

第十一章 Fortran和C的混合语言编程,第一节 概述,一.调用约定 命名约定 命名约定是为了解决不同语言对变量名、参数名、过程名和函数名等标识符的不同处理，以及对名称标识符的不同长度限制等的有关规则、协议和约定.参数传递协议 参数传递是指主调函数/例程与被调函数/例程之间的信息传递与交换过程，混合语言编程时需要考虑参数的传递通过值传递还是通过引用传递？被调函数以何种顺序接收所传递给它的参数。,第一节 概述,二、数据类型与例程的等价形式,第一节 概述,二.Fortran和C的混合编程方式,分别编译、独立运行将Fortran和C各自要实现的功能模块源代码在各自的开发平台上编译连接成可执行文件并独立执行，二者的数据通过数据文件交换。这种模式的实现最为简单，容易掌握，但执行效率较低；函数级调用Fortran和C分别编译各自的功能模块源代码，得到各自的目标文件（.obj），然后集成链接这些obj 文件生成一个统一的可执行文件，实现对对方函数的调用，数据交换通过约定接口来实现。这种方法的缺陷是被调用模块一旦被修改，整个软件必须重新进行编译连接。软件的可维护性较差；动态链接库方式将需要被调用的功能模块源代码编译连接成动态连接库，然后通过约定的接口动态使用另外的语言调用该功能模块。这是目前普遍采用的一种方式，动态连接库（DLL）可以包含可执行代码、数据和各种资源，对其修改无需重新编译主调程序，具有较好的移植性和复用性。,第二节 Fortran与C的函数级调用,_stdcall,第二节 Fortran与C的函数级调用,对于Fortran，可在接口块的例程说明或例程头部加入!MS$ATTRIBUTES编译伪指令告知编译器有关调用约定。其中，!MS$与!DEC$等同。对于C语言，要在函数说明前面加上extern关键字说明函数来自外部或供外部使用，extern和函数说明中间加上_cdecl或_stdcall说明调用约定的属性。,第二节 Fortran与C的函数级调用,Fortran调用C的函数时，C的形参必须使用与Fortran实参同类型的指针变量，必须使用extern。,第二节 Fortran与C的函数级调用,C调用Fortran例程时，C的实参必须传递与Fortran形参同类型变量的地址，必须用extern,一.Fortran调用C语言函数 例程调用约定如果C采用_cdecl方式的调用约定，它对应于Fortran的C约定，C被调用的函数名nAme在其obj文件中保持混合大小写，_nAme的形式出现在obj文件中。Fortran的接口块中必须用如下!MS$ATTRIBUTES编译伪指令说明：!MS$ATTRIBUTES C,ALIAS:_nAme:NAME 对应的C语言源程序中，用如下语句说明函数Sum使用_cdecl属性且用于文件外部：extern int Sum(int*p1,int*p2);或者extern int _cdecl Sum(int*p1,int*p2);,一.Fortran调用C语言函数 例程的调用约定如果C采用_stdcall方式的调用约定，它对应于Fortran的STDCALL约定，C被调用的函数名nAme在其obj文件中保持混合大小写，以_nAmen的形式出现在obj文件中。Fortran的接口块用如下!MS$ATTRIBUTES编译伪指令说明：!MS$ATTRIBUTES STDCALL,ALIAS:_nAmen:NAME 对应的C语言源程序中，用如下语句说明函数Sum使用_stdcall约定且用于文件外部：extern int _stdcall Sum(int*p1,int*p2);,一.Fortran调用C语言函数 参数的调用约定Fortran缺省参数传递为引用传递，若在外部例程中施加了C或STDCALL调用约定，则缺省的引用传递改为值传递（数组参数除外）。为了消除调用约定对参数传递的影响，可以在外部例程中添加具体的参数传递属性（REFERENCE 或VALUE）声明。若某形参为值传递，此时使用VALUE 关键字：!MS$ATTRIBUTES VALUE:a！将a定义为值传递方式 若某形参为引用传递，此时可使用REFERENCE关键字（缺省方式）：!MS$ATTRIBUTES REFERENCE:a!将a定义为引用传递方式,例11-1 FORTRAN调用C的空函数,例11-2 FORTRAN调用C的有值函数,二.C 调用Fortran语言例程*对于C语言，要在源程序中对所调用的Fortran例程使用extern关键字说明该例程来自外部，extern和函数说明中间加上_cdecl或_stdcall说明调用约定的属性。*如果Fortran例程使用缺省方式的调用约定（即不加任何说明），它被C调用的函数/例程名在其obj文件中全转化为大写。此时C在声明所调用的Fortran外部例程原型时，无论采用何种调用约定，例程名必须大写。,extern double _cdecl DIS_FUNCTION(double*);/*命名必须大写*/或extern double _stdcall DIS_FUNCTION(double*);/*命名必须大写*/,例11-3 C调用Fortran例程，Fortran使用缺省的调用约定,二.C调用Fortran语言例程 如果Fortran例程使用C或STDCALL调用约定，它分别对应于C的_cdecl方式和_stdcall方式。此时Fortran例程中必须通过!MS$ATTRIBUTES编译伪指令说明C函数的别名，C就可以使用保留混合大小写的方式声明它所要调用的Fortran例程.,例11-4 C调用Fortran例程，Fortran使用C或STDCALL调用约定,第三节 Fortran与C调用对方的动态链接库,库文件包括静态库（*.lib）和动态库（*.dll），均为二进制代码库文件中不能有主程序动态链接库（Dynamic Link Library，DLL）是一种基于Windows 的程序模块，可以被多个进程共享使用。,第三节 Fortran与C调用对方的动态链接库,LIB中的函数必须复制到EXE文件，DLL中的函数是EXE文件运行时动态调用的，与EXE放在同一目录下即可。当共享的函数放在DLL中时，应用程序能变得很小。同时，多个应用程序可以访问同一个DLL，提高了系统资源的利用效率DLL只在内存中加载一次，所有使用该DLL的进程会共享此块内存，所以使用DLL可以节省内存如果函数参数和返回类型不变（调用函数接口保持不变），改变DLL 中的函数代码后可以不重新编译或链接调用DLL的程序，从而可以提高软件的开发效率，通过改变DLL即可实现对应用程序的更新和升级DLL的通用性强，接口函数可被任何编程语言所编写的应用程序调用,DLL和LIB的区别,第三节 Fortran与C调用对方的动态链接库,C调用Fortran DLL,建立Fortran DLL,Fortran动态链接库源文件,第三节 Fortran与C调用对方的动态链接库,C调用Fortran DLL,C以静态方式调用Fortran DLL,C隐式调用FORTRAN动态链接库,C调用Fortran DLL,C以动态方式调用Fortran DLL,第三节 Fortran与C调用对方的动态链接库,二 Fortran调用C DLL,建立C DLL,C动态链接库源文件,第三节 Fortran与C调用对方的动态链接库,二 Fortran调用 C DLL,Fortran 调用 C DLL（只能静态调用）,