用ctypes调用Python中的Fortran共享库

我试图在Python中使用Fortran模块。我在Python中有几个数组——数值数组和字符串数组。我用Fortran和Python定义了数组，但我认为我对数值数组使用了错误的类型。我得到一个错误，转换第一个参数（数值数组）失败。我应该使用什么类型

错误：

Traceback (most recent call last):
  File "py_try.py", line 66, in <module>
    writelittler.write_obs(p,z,t,td,spd,wdir,slp,ter,xlat,xlon,date_char,num_met,num_lev,kx,dd_strvar,station_strvar,synop,string4, bogus, iseq_num, iunit)
ctypes.ArgumentError: argument 1: <type 'exceptions.TypeError'>: Don't know how to convert parameter 1

Python:

Traceback (most recent call last):
  File "py_try.py", line 66, in <module>
    writelittler.write_obs(p,z,t,td,spd,wdir,slp,ter,xlat,xlon,date_char,num_met,num_lev,kx,dd_strvar,station_strvar,synop,string4, bogus, iseq_num, iunit)
ctypes.ArgumentError: argument 1: <type 'exceptions.TypeError'>: Don't know how to convert parameter 1

将numpy导入为np
导入ctypes
从ctypes导入c_int、c_char
writelittler=ctypes.CDLL（“/writelittler.so”）
p=np.asarray（[982.6999.7]，dtype=“float64”）
p\u strvar=ctypes.c\u void\u p（p.ctypes.data）
#[省略其他数字数组]
虚假=0
kx=2
iseq_num=0
iunit=2
日期字符='20160128060000'
dt=np.dtype（'a40'）
dd=np.asarray（['11111111111111111111111111111111111111111111111'，'66666666666666666666666666'，'99999999999999999999999'，dtype=dt）
station=np.asarray（['V111111111111111111'，'M111111111111111111111'，dtype=dt）
dd_strvar=ctypes.c_void_p（dd.ctypes.data）
station\u strvar=ctypes.c\u void\u p（station.ctypes.data）
num_met=6
num_lev=1
synop='FM-12 synop'
字符串4=''
writelittler.write_obs（p，z，t，td，spd，wdir，slp，ter，xlat，xlon，date_char，num_met，num_lev，kx，dd_strvar，station_strvar，synop，string4，false，iseq_num，iunit）

您没有在Python中指定Fortran子例程的参数类型。此外，您也不会声明/初始化传递给Fortran的变量。因此，Python不知道如何处理它。这就是它在错误消息中告诉您的

由于Fortran默认使用按引用调用，因此

argtypes

为：

writelittler.write_obs.argtypes = [ POINTER(c_float), # p
                                    POINTER(c_float), # z
                                    POINTER(c_float), # t
                                    POINTER(c_float), # td
                                    POINTER(c_float), # spd
                                    POINTER(c_float), # wdir
                                    POINTER(c_int),   # kx
                                    POINTER(c_float), # slp
                                    POINTER(c_float), # ter
                                    POINTER(c_float), # xlat
                                    POINTER(c_char),  # date_char
                                    POINTER(c_char),  # dd
                                    POINTER(c_char),  # station
                                    POINTER(c_int),   # num_met
                                    POINTER(c_int),   # num_lev
                                    POINTER(c_char),  # synop
                                    POINTER(c_int),   # string4
                                    POINTER(c_bool),  # bogus
                                    POINTER(c_bool),  # string4
                                    POINTER(c_int),   # iseq_num
                                    POINTER(c_int)    # iunit
                                  ]

[这可能可以简化…]

此外，Fortran子例程没有返回值：

writelittler.write_obs.restype = None

此外，还需要调整函数调用本身（在Python中）：

[这未经验证…]

既然Python知道会发生什么，您仍然需要声明缺少的变量。正如您的代码所知，它将导致以下错误：

回溯（最近一次呼叫最后一次）：
文件“test.py”，第51行，在
写入者。写入对象（p、z、t、td、spd、wdir、slp、ter、xlat、，
xlon，date\u char，num\u met，num\u lev，kx，dd\u strvar，
电台（标准电台、会议、string4、伪造、iseq_num、iunit）
NameError:未定义名称“z”

---

传递numpy数组时，请使用其

ctypes

属性，例如

x.ctypes

而不是

c\u void\p（x.ctypes.data）

。对于第一个参数，您错误地传递了numpy数组

p

，而不是

p.ctypes

。确保数字类型匹配（例如

c_float

float32

，

c_double

float64

）。对于按值传递，Fortran的c绑定不要求您显式声明参数为by

value

？否则，参数将通过引用传递。例如，

integer（c_int）、intent（in）、value:：k、kx

@eryksun。但是我建议将argtypes显式声明为

指针（c_float）

，等等@Palina在Python代码中指定

z

、

t

，以及所有其他变量的位置？您正在用Fortran访问它们！如果我要声明

argtypes

，那么我会使用numpy指针类型，比如

npf8arr\u t=np.ctypeslib.ndpointer（dtype='float64'）

。这样，OP可以直接传递numpy数组

x

，而不是传递

x.ctypes

。此外，如果OP控制Fortran API，则应将整数参数更改为通过

值传递。否则这将是一个乏味的接口，例如
num_met=ctypes.c_int（6）
<代码>写入对象（…，ctypes.byref（num_met），…）

。而不是简单地

num_met=6

write\u obs（…，num\u met，…）

@eryksun实际上，我更喜欢更乏味的写作方式。通常，会传递大的numpy数组，我会尽量避免复制内容。但是你是对的，我也应该将更改添加到函数调用中。谁说要复制数组参数？

ndpointer

类型不复制参数。它的

from_param

方法验证numpy数组类型是否与类型、维度、形状和标志中所需的约束匹配，然后它只传递

ctypes

属性，该属性将

\u定义为参数\u

属性，该属性将数组的基地址作为

c\u void\p

实例。没有创建副本。@eryksun在Fortran中，如果指定

value

则切换为按值调用。

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 51, in <module>
    writelittler.write_obs(p,z,t,td,spd,wdir,slp,ter,xlat, 
xlon,date_char,num_met,num_lev,kx,dd_strvar,
station_strvar,synop,string4, bogus, iseq_num, iunit)
NameError: name 'z' is not defined