python - f2py 在 Fortran 中的 Python 回调函数中使用数组

Question

我使用 Fortran 来补充 Python，并且在一些方法中我使用 Python 方法作为 Fortran 子例程中的回调。一切似乎都正常，直到我将一个数组输入回调函数，如下所示。

RECURSIVE SUBROUTINE RECURSIVE_CURVE_SUBDIVISION(CPW, N, TOL, FUNC1)
    IMPLICIT NONE

    !F2PY INTENT(IN) CPW, N, TOL
    !F2PY DEPEND(N) CPW
    !F2PY (CALLBACK) FUNC1

    INTEGER, INTENT(IN) :: N
    DOUBLE PRECISION, INTENT(IN) :: CPW(0:N, 0:3), TOL

    INTEGER :: I
    DOUBLE PRECISION :: QP(0:N, 0:2), LP, LC, TEMP, &
                        AW(0:N, 0:3), BW(0:N, 0:3), V(0:2)

    EXTERNAL :: FUNC1

    DO I = 0, N
        QP(I, :) = CPW(I, 0:2) / CPW(I, 3)
    END DO
    LP = 0.0D0
    DO I = 0, N - 1
        V = QP(I + 1, :) - QP(I, :)
        CALL NORM(V, TEMP)
        LP = LP + TEMP
    END DO
    V = QP(N, :) - QP(0, :)
    CALL NORM(V, LC)
    IF (ABS(LP - LC) .LE. TOL) THEN
        CALL FUNC1(CPW, QP, LC, LP) !<-- here is the problem
        ! CALL FUNC1(LC, LP) !<-- this works
        ! CALL FUNC1(CPW=CPW, QP=QP, LC=LC, LP=LP)
        ! Added bonus if anyone can figure out how to use keyword arguements in
        ! the callback. For cleanliness, I'm trying to use func1(**kwargs) in Python.
    ELSE
        CALL SPLIT_BEZIER_CURVE(CPW, N, 0.50D0, AW, BW)
        CALL RECURSIVE_CURVE_SUBDIVISION(AW, N, TOL / 2.0D0, FUNC1)
        CALL RECURSIVE_CURVE_SUBDIVISION(BW, N, TOL / 2.0D0, FUNC1)
    END IF
END SUBROUTINE RECURSIVE_CURVE_SUBDIVISION

以下是尝试使用 f2py(使用 gfortran)进行编译时的一些输出:

warning C4244: '=' : conversion from 'npy_intp' to 'npy_int', possible loss of data
warning C4244: '=' : conversion from 'npy_intp' to 'npy_int', possible loss of data
warning C4244: '+=' : conversion from 'Py_ssize_t' to 'int', possible loss of data
warning C4244: '+=' : conversion from 'Py_ssize_t' to 'int', possible loss of data
warning C4244: '=' : conversion from 'Py_ssize_t' to 'int', possible loss of data
warning C4244: '=' : conversion from 'Py_ssize_t' to 'int', possible loss of data
warning C4244: '=' : conversion from 'Py_ssize_t' to 'int', possible loss of data
error C2065: 'n' : undeclared identifier
error C2065: 'n' : undeclared identifier

该模块本身可以很好地使用 gfortran 进行编译。我想我在 !F2PY 部分中没有足够的信息，但还没有弄清楚我错过了什么。

非常感谢任何提示。

更新1:

所以我注意到我可以返回一个 1 x n 数组，但是 m x n 返回虚假结果。例如，我可以执行 CALL FUNC1(V) ，它返回 1 x 3 数组 V 并将其打印到屏幕上(回调函数 FUNC1 现在仅打印到屏幕上进行测试)。当我用 CP 代替 V 时，它会给出上面显示的警告并且无法编译，所以这与数组的形状有关？

我不记得在哪里看到过这个，但是如果我将子例程顶部附近的语句修改为:

!F2PY INTENT(IN) N, CPW, TOL
!F2PY DEPEND(N) CPW
!F2PY (CALLBACK) FUNC1
!F2PY CALL FUNC1(CP)
EXTERNAL :: FUNC1

它将编译并运行，但是回调的输出(只是将数组打印到屏幕上)是假的。它是一个单独的 float ，每次迭代的大小都有很大变化。某种段错误？

Answer 1

当你调用该函数时，你必须传递N，以便它知道数组有多大(你不必在Python中处理这个参数，但它在C级别需要它) )。因此将调用更改为

CALL FUNC1(CPW, QP, LC, LP,N)

如果您不这样做，但查看生成的 .pyf 签名文件 (f2py -m thingy -h thingy.pyf thingy.f90) 相关部分(自动生成的签名)是

python module recursive_curve_subdivision__user__routines 
    interface recursive_curve_subdivision_user_interface 
        subroutine func1(cpw,qp) ! in :thingy:thingy.f90:recursive_curve_subdivision:unknown_interface
            double precision dimension(n + 1,4),intent(in),depend(n) :: cpw
            double precision dimension(n + 1,3) :: qp
        end subroutine func1
    end interface recursive_curve_subdivision_user_interface
end python module recursive_curve_subdivision__user__routines

(请注意，为了简单起见，我使用稍微简化的函数调用进行了测试，仅使用两个参数，因此它与您的代码不完全匹配)。 您会注意到，所有数组大小都取决于 N，但您永远不会传递 N。如果您添加 N 作为参数，它就会知道大小，并且 Python 的打印工作正常。