python - 读取由 Python 代码创建的 Fortran 二进制文件

Question

我有一个使用 Python 代码创建的二进制文件。这段代码主要编写了一堆任务来预处理一组数据文件。我现在想用 Fortran 阅读这个二进制文件。二进制文件的内容是简单格式的点坐标，例如:点数，x0, y0, z0, x1, y1, z1, ....

这些二进制文件是使用 numpy 中的“tofile”函数创建的。到目前为止，我在 Fortran 中有以下代码:

integer:: intValue
double precision:: dblValue
integer:: counter
integer:: check
open(unit=10, file='file.bin', form='unformatted', status='old', access='stream')

counter = 1

do 

  if ( counter == 1 ) then
    read(unit=10, iostat=check) intValue
    if ( check < 0 ) then
      print*,"End Of File"
      stop
    else if ( check > 0 ) then
      print*, "Error Detected"
      stop
    else if ( check == 0 ) then
      counter = counter + 1
      print*, intValue
    end if
  else if ( counter > 1 ) then
    read(unit=10, iostat=check) dblValue
    if ( check < 0 ) then
      print*,"End Of File"
      stop
    else if ( check > 0 ) then
      print*, "Error Detected"
      stop
    else if ( check == 0 ) then
      counter = counter + 1
      print*,dblValue
    end if
  end if

end do

close(unit=10)

不幸的是，这不起作用，我得到了乱码(例如 6.4731191026611484E+212、2.2844499004808491E-279 等)。有人可以就如何正确执行此操作提供一些指示吗？ 还有什么是在 Python 和 Fortran 之间互换地编写和读取二进制文件的好方法——因为这似乎将成为我的应用程序的要求之一。

谢谢

Answer 1

这是一个简单的示例，说明如何将使用 numpy 生成的数据以二进制方式转换为 Fortran。

我计算了 [0,2π) 上 sin 的 360 个值，

#!/usr/bin/env python3
import numpy as np

with open('sin.dat', 'wb') as outfile:
    np.sin(np.arange(0., 2*np.pi, np.pi/180.,
                     dtype=np.float32)).tofile(outfile)

用 tofile 导出到大小为 1440 字节 (360 * sizeof(float32)) 的二进制文件 'sin.dat'，使用 Fortran95 (gfortran -O3 - Wall -pedantic) 程序输出 1。 - (val**2 + cos(x)**2) 对于 [0,2π] 中的 x，

program numpy_import
    integer,         parameter                    :: REAL_KIND = 4
    integer,         parameter                    :: UNIT = 10
    integer,         parameter                    :: SAMPLE_LENGTH = 360
    real(REAL_KIND), parameter                    :: PI = acos(-1.)
    real(REAL_KIND), parameter                    :: DPHI = PI/180.

    real(REAL_KIND), dimension(0:SAMPLE_LENGTH-1) :: arr
    real(REAL_KIND)                               :: r
    integer                                       :: i


    open(UNIT, file="sin.dat", form='unformatted',&
                access='direct', recl=4)

    do i = 0,ubound(arr, 1)
        read(UNIT, rec=i+1, err=100) arr(i)  
    end do

    do i = 0,ubound(arr, 1)
        r = 1. - (arr(i)**2. + cos(real(i*DPHI, REAL_KIND))**2) 
        write(*, '(F6.4, " ")', advance='no')&
            real(int(r*1E6+1)/1E6, REAL_KIND)
    end do

100 close(UNIT)    
    write(*,*)
end program numpy_import

因此，如果 val == sin(x)，对于 float32 类型，数字结果必须在良好的近似值中消失。

确实:

输出:

360 x 0.0000