【混合程式設計】C/C++呼叫Fortran的DLL

GeoFXR發表於2022-03-23
程式設計C++

【混合程式設計】C/C++呼叫Fortran的DLL

以一個簡單的加法器為例，介紹C/C++呼叫Fortran語言DLL的操作過程

一、Fortran操作

1.1 Fortran程式碼

首先是加法功能的實現，如下程式碼

!函式功能 兩數相加
SUBROUTINE Summator(a,b,c)
      
      REAL a
      REAL b
      REAL c

      c=a+b

  END

這是一般在fortran環境下執行的常規格式，為了生成dll，並且被C/C++呼叫，對以上程式碼進行編輯修改

      !函式功能 兩數相加
      SUBROUTINE Summator(a,b,c)
      !DEC$ATTRIBUTES DLLEXPORT::SUMMATOR
      
          REAL a[VALUE]   !此處[VALUE]是必須的，傳入的引數值需作此宣告，否則會引發讀取訪問許可權衝突的異常
          REAL b[VALUE]
          REAL c
      
          c=a+b
         
      END

其中

      !DEC$ATTRIBUTES DLLEXPORT::SUMMATOR

也可用以下形式替換

      !MS$IF.NOT.DEFINED(LINKDIRECT)
      !MS$ATTRIBUTES DLLEXPORT::SUMMATOR
      !MS$ENDIF

1.2 Dll工程檔案建立

使用VS軟體，可以通過【檔案】->【新建】建立DLL框架：

在新專案下將編輯好的程式碼新增，編譯連結得到 TESTFOR.dll檔案。

二、C / C++呼叫

呼叫方式有3種，此處只介紹其中一種顯示呼叫方法，其他方式可參照連結

(7條訊息) 【混合程式設計例項】C/C++呼叫FORTRAN編寫的DLL_fengyhack的部落格-CSDN部落格

首先需要將第一步生成的 .dll 檔案Copy到當前C++所在工程目錄下，並對函式進行宣告

#include<iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

typedef void(*SUMMATOR)(float a, float b, float *c);

在C++工程檔案中進行呼叫

int main(){
    
    //第一步，載入fortran下生成的dll檔案
	HINSTANCE hLibrary = LoadLibrary(TEXT("TESTFOR.dll"));
    //判斷是否載入成功
	if (hLibrary == NULL) {
		cout << "Cannot open lib" << endl;
		system("pause");
		return -1;
	}

    //第二步，從載入的結果 hLibrary 中查詢函式並命名
    SUMMATOR summator = (SUMMATOR)GetProcAddress(hLibrary, "SUMMATOR");
    //判斷是否查詢到函式
    if (summator == NULL) {
		cout << "Cannot find 'SUMMATOR' function" << endl;
		system("pause");
		return -2;
	}
    
    //第三步，呼叫
    float a = 1.0;
    float b = 2.0;

	float c = 0.0;
    summator(a,b,&c);   //呼叫函式
    cout << c << endl;  //輸出計算的c
    
    FreeLibrary(hLibrary);    //釋放Library
	system("pause");
	return 0;	
}

三、完整程式碼

3.1 Fortran程式碼部分

      !函式功能 兩數相加
      SUBROUTINE Summator(a,b,c)
      !MS$IF.NOT.DEFINED(LINKDIRECT)
      !MS$ATTRIBUTES DLLEXPORT::SUMMATOR
      !MS$ENDIF
      

          REAL a[VALUE]
          REAL b[VALUE]
          REAL c
      
          c=a+b
         
      END
      
      !函式功能 兩個陣列相加
      SUBROUTINE SummatorArray(array1,array2,array3,n)
      !MS$IF.NOT.DEFINED(LINKDIRECT)
      !MS$ATTRIBUTES DLLEXPORT::SUMMATORArray
      !MS$ENDIF
      
          INTEGER n[VALUE]
          INTEGER i
          REAL,DIMENSION(n)::array1
          REAL,DIMENSION(n)::array2
          REAL,DIMENSION(n)::array3
      
           do i=1,n
               array3(i)=array1(i)+array2(i)
           end do
       
      END

3.2 C程式碼

#include<iostream>
#include<windows.h>

using namespace std;

typedef void(*SUMMATOR)(float a, float b, float *c);
typedef void(*SUMMATORARRAY)(float *array1, float *array2, float *array3,int n);

int main() {
	

	//載入dll函式
	HINSTANCE hLibrary = LoadLibrary(TEXT("TESTFOR.dll"));
	if (hLibrary == NULL) {
		cout << "Cannot open dll" << endl;
		system("pause");
		return -1;
	}
	
	SUMMATOR summator = (SUMMATOR)GetProcAddress(hLibrary, "SUMMATOR");
	if (summator == NULL) {
		cout << "Cannot find 'SUMMATOR' function" << endl;
		system("pause");
		return -2;
	}
	
	float a = 1.0;
	float b = 2.0;
	
	float c = 0.0;
	
	summator(a,b,&c);
	
	cout << c << endl;


	SUMMATORARRAY summatorArray = (SUMMATORARRAY)GetProcAddress(hLibrary, "SUMMATORARRAY");
	if (summatorArray == NULL) {
		cout << "Cannot find 'SUMMATORARRAY' function" << endl;
		system("pause");
		return -2;
	}
	
	int n = 3;
	float *array1 = (float*)calloc(n, sizeof(float));
	float *array2 = (float*)calloc(n, sizeof(float));
	float *array3 = (float*)calloc(n, sizeof(float));
	
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		array1[i] = i;
		array2[i] = i * i;
	}
	
	summatorArray(array1, array2, array3, n);
	
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		cout << array1[i]<<"+"<<array2[i]<<"="<< array3[i]<<endl;
	}


	FreeLibrary(hLibrary);
	free(array1);
	free(array2);
	free(array3);
	system("pause");
	return 0;

}

執行結果

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