混合编程之 Matlab 调用 Fortran

因为学习的需要，于是上网学习Fortran与Matlab之间的混编，起初模仿网上现成的代码，但总有碰壁，被各种小问题烦恼不堪，后慢慢摸索调试，总算能成功运行，写下此博文一为记录自己的心得，以备后用；二为网上被同样问题困扰之士提供可能的帮助。

一. 测试平台

Window 10 64位系统
Matlab 2017a 64位
Simply Fortran v2.4

二. Matlab 调用 Fortran 之 DLL实现

1、生成DLL文件
步骤1：在Simply Fortran v2.4上，新建一个Shared Library(DLL)项目，项目名随意。
步骤2：由于在64位的Matlab上调用DLL，因此我们须将项目的DLL文件也生成为64位，否则Matlab将会提示错误 “不是有效的Win32应用程序” 。注意Target Name的dll文件名须符合为Matlab变量命名法则。

另外，数值之间的传递须有相同的数值类型，否则将会运行出错。这里先提一句，我们生成的DLL文件可被调用，一般按C调用约定，因此，Fortran的数值类型须与C的数值类型匹配。在Fortran中常用的数据参数类型有：
REAL:表示浮点数据类型，即小数，等价于C的float；
INTEGER:表示整数类型，相当于C的int数据类型；
DOUBLE PRECISION:表示双精度数据类型，相当于C的double数据类型。
在本例中，我们均采用double数据类型，为了方便，可如下设置：
这里写图片描述
步骤3：书写DLL代码

subroutine test(c,a,b)
!经过本人试验，输出变量必须位于输入变量之前，即c须位于a,b之前，否则在后续Matlab调用中会错误
    !DEC$ ATTRIBUTES C,DLLEXPORT::test 
!上一行伪注释语句说明的是test_f.dll文件中包含一个名为test的子例行程序，C即为按C调用约定输出   
    real::a,b,c
    c=a+b
end subroutine

步骤4：生成DLL
直接Build project,即可生成test_f.dll文件

2、书写C语言的头文件
C语言的头文件仅包含一句代码：void test(double*,double*,double*);
该代码名须与子例行程序名相同，该头文件可在任何文件编辑器中编写，编写完后保存头文件，本例中头文件名为：test_c.h。其实，每一个dll文件可包含多个子例行程序，那么在书写头文件代码时，就需要对应书写多个void代码。

3、编辑m文件
先附示例代码：

a=1;b=2;c=0; 
a=double(a);b=double(b);c=double(c);
loadlibrary('test_f.dll','test_c.h');
w=calllib('test_f','test',c,a,b);
unloadlibrary test_f

代码第一行，a,b为输入参数，c为输出参数，但须赋初值，如0；
代码第二行，将各参数转为类型相同的double类型参数；
代码第三行，加载动态链接库，前一个为动态链接库文件名，后一个为头文件名，两者均须加后缀；
代码第四行，调用动态链接库，前一个为动态链接库文件名，无后缀，后一个为想调用的子例行程序名；
代码第五行，释放动态链接库，为无后缀的动态链接库文件名。

由此，Matlab 调用 Fortran 之 DLL成功实现。

可以预知，该例所求值：w=3; 若上述第四行代码改为：

[w,m]=calllib('test_f','test',c,a,b);

则输出的是：w=3;m=1;。由此可见Matlab是按左到右的方式获取数值的，因此，参数的排列用户需要格外重视。