Python 与Fortran 语言混编与调用作图研究开题报告

全文总字数：2507字

1. 研究目的与意义（文献综述）

Fortran语言作为一种解决科学和工程中数学表达公式问题而设计的语言有着强大的数值计算能力，所以从其正式被使用到现在的60年里依旧是数值计算领域所使用的的主要语言。而过于专业性的特点使得Fortran语言的使用人数非常少，并且在交互和图像处理方面的功能不如其他高级语言。相反地，Python语言有着简单易懂且功能齐全的特点，它的灵活性和可扩展性使得Python如今有着非常多的用户，但是Python作为解释性语言，运行速度较低，所以将Fortran和Python进行混编可以结合双方的优点可以做到既有着Fortran强大的计算能力又有Python的强大功能，而目前在国内外关于Fortran与Python的混编都是用Python调用Fortran。

2. 研究的基本内容与方案

python语言虽然开发效率高，但是运行效率低，所以在网上有许多关于python语言和其他语言的混编实例，其中最多的是与实用且强大的c和c 混编，这种混编主要是为了提高python语言的效率。介于fortran调用python方法的资料并不多，所以采用分析两种语言分别和c/混编的实例再探究fortran与python混编的方法。

（1） python调用c

其中最普遍的方法是使用python外部数据库的ctypes。这种方法需要先将c源代码通过gcc编译生成动态链接库dll或so文件，然后在python中使用ctypes动态链接导入功能。另一种方法则是直接将c编写为python的扩展模块，在python中调用。

3. 研究计划与安排

四到五周完成所有需要的工具及插件的环境配置

六到八周完成相应模块的编写，实现简单例子的混编、调用和调试

九到十二周实现课题中的等离子体模拟程序的运行和调试

4. 参考文献（12篇以上）

http://www.cnblogs.com/colin-cai/p/7594551.html

https://docs.scipy.org/doc/numpy/f2py/getting-started.html#the-smart-way

https://docs.python.org/3/c-api/intro.html#coding-standards