MATLAB与FORTRAN混合编程接口程序技术的研究

" 接口程序面临的问题以及解决办法
由于 !"$#A& 的数据 存 储 格 式 与 *A$+A7 的 不 同 ! 因 此 需 要利用 *A$+A7 中的 A89 接口程序 ! 把 *A$+A7 中的 矩 阵 类 型 转 换 为 !"#$#A& 程 序 可 以 使 用 的 双 精 度 变 量 ! 然 后 把 !"#! $#A& 的运行结果转换为 *A$+A7 可以使用的矩阵 类 型 输 出 ! 这 里 *A$+A7 使用指针这个功能使二种数据格式进行转换的 ! 因为 *A$+A7 A89 是 以 一 种 特 殊 的 数 据 类 型 51A//-4 结 构 体 来 工 作 的 ! 在 !"#$#A& 中 没 有 这 样 的 一 种 数 据 类 型 ! 所 以 *A$+A7 使 用 了 指 针 来 与 !"#$#A& 程 序 交 换 数 据 $ 首 先 !*A$+A7 将 需 要
中
3& Ti qrGE6 nM2EqOrlM2EqOmhM2EqO Ti C&6@26’, Gi C&6@26’, 0,@’?6 B63 对 =.@?2l=’-@2/-h;V 进行编译后 ! 可以得到 =.@?2l=’-@2/-h;3-- 动 态连接库程序 ! 在 bU)^Ud 命令窗口中 ! 输入以下命令 % .r!G Tt[ Q# gr!Q [tT G# Cr=.@?2l=’-@2/-h!.Eg#
PD2/3D.0=? 5?1@D=<.03= B:;Q/N:/QCN=;QCN=/QCR ( 入口子程序四个参数说明 ( ( 其 中 :/QC %S &!:;QC %S & 分 别 代 表 了 输 入 " 输 出 参 数 地 址 的
指针数组 ! ( 其中 S 表 示 数 组 的 长 度 ! 而 =/QC "=;QC 都 是 整 数 类 型 ! 分 别代表了输入 " 输 ( 出的个数 $ ( 调用 A89 函数的说明 9=.?/>?/ 51T?.:/N 51(/?-.C:-/C?N51(/?-.!D;;B 根据各函数的功 能而使用 R ) ) 入口子程序的任务有二 ( 其一是从输入 的 参 数 获 得 计 算 所 需 要 的 数 据 !在 计 算 子 例 行 程 序 中 使 用 ’其 二 是 把 计 算 的 结 果 返 还 给一个用于输出的数据指针 ! 这样 *A$+A, 就能从用户的计算子 例行程序中得到计算结果 ! 完成 !"#$#A& 与 *A$+A, 之间的通 讯任务 $
! 引言
使 用 过 !"#$#%& 等 高 级 程 序 语 言 进 行 算 法 开 发 研 究 的 读 者可能都已经知道 ! 虽然用户使用这些高级编程 语 言 不 再 需 要 直 接 对 计 算 机 硬 件 进 行 操 作 !但 是 在 进 行 大 量 数 组 "矩 阵 运 算 程 序 编写时 ! 可能编写的代码冗长 ! 而且出错不易查找调 试 ! 这 是 因 为 这些语言本身并不包含矩阵类型的数据结构 ! 这 里 主 要 是 只 语 言 本 身 !而 不 是 指 针 对 这 些 高 级 程 序 设 计 语 言 开 发 的 增 强 包 "升 级 包等 # 但是现在国际上流行的许多大型软件都是基于 !"#$#%& " ’ "())这些语言开发的 ! 因此在这些领域仍然有着不可替代的地 位$ *%$+%, %*-./01 +-23/-.3/4 & 语 言 是 一 种 以 矩 阵 %5-./01 & 和 阵 列 %-//-4 & 为基本编程单元的 ! 拥有完整的控制 语 句 " 数 据 结 构 " 函 数编写与调用格式等具有面向对象程序设计特征的高级程序设 计语言$ 读者不但可以利用它方便快捷地完成小规模的算法验 证 "程 序 开 发 和 调 试 工 作 !而 且 可 以 便 用 它 进 行 大 规 模 的 复 杂 应 用程序设计 ! 非常有效 $ 由于这几种高级程序设计语言的特点 ! 譬如 ! 如果把 *6$! +67 与 !"#$#6& 相结合起 来 混 合 编 程 ! 就 可 以 弥 补 互 相 之 间 的 不足 ! 而且在实际开发过程中 ! 可以大量调用已经编写好的 !"#! $#6& 程序和 *6$+6, 强大的矩阵计算与绘图功能 ! 这 样 我 们 就 可以提高实际编程开发的效率 $ 为了调用已经大量存在的 !"#$#6& 程序 ! 以及 *6$+6, 大 量 的 内 部 函 数 等 !*6$+6, 提 供 了 一 个 689 %6::;0<-.03= 8/3>/-5 9=.?/@-<?&! 用于与外部数据交换的借口 $ 但是这里面临一个问题 ! 由于这二种编程语言数据存储格式不同 ! 故不可 以 直 接 通 讯 ! 因 此要使用一个接口程序 $
交 换 的 51A//-4 结 构 体 的 内 存 地 址 作 为 一 个 整 型 数 值 传 递 给 !"#$#A& 程序 ! 然后在 !"#$#A& 程序中 ! 通过 *A$+A7 应用程 序接口函数库提供的访问函数 B-<<?CC /3D.0=?CE 使 用 此 整 数 值 来 访 问 51A//-4 结构体的内容 ! 这些访问函数会自动将此整数值作为 内存地址 ! 读取相应的内容 $ 如果你的 !"#$#A& 编译 器 如 !"#$#A&FG 等 支 持 HI-; 结 构 ! 即 用户可以在程序中讲一个变量声明为指针类型 ! 这 时 对 数 据 的 访 问就简单多了 ! 当用户对 *6$+67 应用程序接口函数库提供的访 问 函 数 %-<<?CC /3D.0=?C & 来 调 用 516//-4 结 构 体 的 内 容 ! 就 可 以 通 过 HI-; 直接访问数据 ! 而无须使用子例 行 程 序 51’3:48./$3#?-;J 和子例行程序 51’3:4#?-;J$38./ 了 ! 如果编译器不支持则 需 要 使 用这些语句 ! 下面会详述 $ 这 里 就 涉 及 到 了 *KL 文 件 ! 它 是 *A$+A7 应 用 接 口 函 数 %A89 & 的 重 要 组 成 部 分 ! 主 要 包 括 了 二 个 部 分 ! 入 口 子 程 序 %>-.?! M-4 /3D.0=? &N 它是计算子例行程序与 *A$+A7 之间通讯的 借 口 ’ 子 例 行 程 序 %<35:D.-.03=-; /3D.0=? &! 它 包 括 了 所 有 实 际 计 算 工 作 的 源 代 码 ! 是 完 全 的 !"#$#A& 语 言 编 程 ! 不 涉 及 任 何 的 接 口 内 容 ! 完成实际的工作 ! 其具体使用格式如下 ( O" 入口子程序 (
C =.@?2l=’-@2/-h;V C 第一部分入口程序 8’g?&’@26, =,lj’6C@2&6 M6-%8E /-%8E 6?%8E /?%8O 26@,?>,? /-%8MmOE /?%8MmO !6-%8E 6?%8 26@,?>,? =l+?,.@j’--E =l_,@F?E =l_,@bE =l_,@e !=l28e’! =,?2C 26@,?>,? =GE 6GE =TE 6TE 82n, ?,.-ImlMGiiOE hMGiiOE nMGiiO 26@,?>,? lo/?E ho/?E no/? C 检查输入输出参数的个数 2VM6?%8;6,;TO @%,6 C.-- =,lB??b8>)l@ M’@A& 26/’@8 ?,p’2?,3 (O ,-8,2V M6-%8;6,;GO @%,6 C.-- =,lB??b8>)l@ M ’q’8@ &6, &’@/’@ ?,p’2?,3 (O ,632V C 获取第一个输入参数的维数 =Gr=l_,@b M/?%8MGOO 6Gr=l_,@e M/?%8MGOO 82n,r=Gm6G C 判断第一个输入参数是否为一个数量 2V M=l28e’=,?2C M/?%8MGOO;,p;iO @%,6 C.-- =,lB??b8@)l@ M’@%, V2?8@ 26/’@ =’8@ g, . 6’=g,? (O ,632V C 获取第二个输入参数的维数 =Tr=l_,@b M/?%8MTOO 6Tr=l_,@e M/?%8MTOO 82n,r=Tm6T C 判断第二个输入参数是否为一个数量 2V M=l28e’=,?2C M/?%8MTOO;,p;iO @%,6 C.-- =,lB??b8@)l@ M ’@%, 8,C&63 26/’@ =’8@ g, . 6’=g,? (O ,632V C 检查二个输入矩阵的维数是否一致 2VM=G;6,;=T;&?;6G;6,;6TO @%,6 C.-- =,lB??b8@)l@ M ’26/’@ =’8@ g, @%, 8.=, 82n, (O ,632V C 创建输出参数矩阵 ! 并将该矩阵的内存地址存放于 /-%8MGO
0:; /;<;=>?: =@ABC 8>AD>=E 9FC;>G=?; 0;?:FHIB; AG 3HJ;K 8>AD>=EEHFD LHC: 310415 =FK -./0/12 MAENHO;>< 4P Q:;FD’R 4P. SHFD! T’* Q?:AAO AG MHUHO 6FDHF;;>HFDR V;G;H PFHU;><HCW AG 0;?:FAOADWR V;G;H !+""(RM:HF=, !* MAENBC;> 9FGA>E=CHAF 3=F=D;E;FC M;FC;>R V;G;H 4=@A> X QA?H=O Q;?B>HCW 5B>;=BR V;G;H !+"""’RM:HF=Y ’12345637 0:; =BC:A> HOOB<C>=C;< @AC: 3104151 =FK -./0/12 ?AENHO;><Z =KU=FC=D;< =FK K>=L@=?[<R =< L;OO =< C:; F;?;<<HCW AG EHJ;K N>AD>=EEHFD LHC: C:; CLA ?AENHO;><\ Q;IB;FCR C:; =BC:A> =F=OW];< N>AD>=E HFC;>G=?; C;?:FHIB; LHC: @AC: CLA ?AENHO;><R C:;F HFC>AKB?;< :AL CA ?>;=C; =FK :AL CA B<; C:; 367 GHO;R =C O=<C DHU;< = K;C=HO;K ;J=ENO;\ 89: ;<4=27 310415, -./0/12, 189, 367 GHO;