F2PY 和构建系统#

在本节中,我们将介绍各种流行的构建系统及其与 f2py 的使用.

在 NumPy 版本发生变更: 1.26.x

f2py 的传统默认构建系统一直是通过增强的 numpy.distutils 模块.该模块基于 distutils,在 Python 3.12.0 的 2023年10月 被移除.与 NumPy 和 SciPy 的其他部分一样,``f2py`` 现在使用 meson,详情请参见 numpy.distutils 的状态和迁移建议.

对 f2py 的所有更改都在 SciPy 上进行测试,因此它们的 CI 配置 始终得到支持.

备注

有关迁移信息,请参见 1 迁移到 meson.

基本概念#

构建一个包含 Python 和 Fortran 的扩展模块包括:

  • Fortran 源代码

  • 一个或多个从 f2py 生成的文件

    • 一个 C 包装文件总是会被创建

    • 带有模块的代码需要一个额外的 .f90 包装器

    • 带有函数的代码生成一个额外的 .f 包装器

  • fortranobject.{c,h}

    • 随 numpy 分发

    • 可以通过 python -c "import numpy.f2py; print(numpy.f2py.get_include())" 查询

  • NumPy 头文件

    • 可以通过 python -c "import numpy; print(numpy.get_include())" 查询

  • Python 库和开发头文件

广义上讲,在考虑 f2py 的输出时,会出现三种情况:

Fortran 77 程序

  • 输入文件 blah.f

  • 生成

    • blahmodule.c

    • blah-f2pywrappers.f

当没有 COMMON 块时,只会生成一个 C 包装文件.还会生成包装器,将假定形状数组重写为自动数组.

Fortran 90 程序

  • 输入文件 blah.f90

  • 生成:

    • blahmodule.c

    • blah-f2pywrappers.f

    • blah-f2pywrappers2.f90

f90 包装器用于处理被细分为模块的代码.``f`` 包装器为 函数 创建 子程序.它将假定形状数组重写为自动数组.

签名文件

  • 输入文件 blah.pyf

  • 生成:

    • blahmodule.c

    • blah-f2pywrappers2.f90 （偶尔）

    • blah-f2pywrappers.f （偶尔）

签名文件 .pyf 不通过文件扩展名指示其语言标准,它们可能会根据其内容生成 F90 和 F77 特定的包装器;这会将检查生成文件的负担转移到构建系统上.

在 NumPy 版本发生变更: 1.22.4

f2py 将根据输入文件的 Fortran 标准（F77 或更高版本）确定性地生成包装文件.可以向 f2py 传递 --skip-empty-wrappers 以恢复仅在需要时生成包装文件的先前行为.

理论上,只要满足上述要求,任何构建系统都可以被适配来生成 f2py 扩展模块.这里我们将涵盖一些更流行的系统.

备注

make 在现代多语言设置中没有位置,因此不再进一步讨论.

构建系统#

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