在Fortran中我们偶尔会去调用已经用C++写好的代码，要实现这个功能就需要写好接口程序，开发人员已经将接口抽象出来，也就意味着我们不需要在汇编的级别进行编写。今天讲的是Fortran调用C++，调用C语言接口会有些不同，今天不讲关于调用C语言的内容。

Fortran中有很多内建函数和内建模块可供使用，一部分是为了解决各种版本的编译器之间的兼容问题，例如iso_fortran_env模块中包含了各种数据类型的kind信息，gfortran中定义双精度浮点型变量是通过real(8)实现的，但是有些编译器这里的数字不一定是8。在模块iso_fortran_env中有一些常量可以避免这些问题，例如real64，定义双精度浮点数的时候就可以利用real(real64)来进行声明，也就是不用管那个括号里应该是什么。另一个模块iso_c_binding里含有的就是Fortran和C++交互的信息。

例子：

由于是Fortran和C++交互，从而有两段代码。

File: sub.cpp

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1    #include<cmath>
2    #include<iostream>
3    using namespace std;
4    extern "C" {
5        double sqrt_test(double *a);
6        double norm_test(double a[3]);
7        void hello();
8    }
9    double sqrt_test(double *a){
10      return sqrt(*a);
11   }
12   double norm_test(double a[3]){
13       return sqrt(a[0]*a[0]+a[1]*a[1]+a[2]*a[2]);
14   }
15   void hello(){
16       cout<<"Hello World!!"<<endl;
17   }

File: main.f95

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1    module func
2        use iso_c_binding
3        implicit none
4        interface
5            real(8) function sqrt_test(x) bind(c)
6                implicit none
7                real(8) :: x
8            end function sqrt_test
9            real(8) function norm_test(x) bind(c)
10              implicit none
11              real(8) :: x(3)
12           end function norm_test
13           subroutine hello() bind(c)
14               implicit none
15           end subroutine hello
16       end interface
17   end module func
18   program main
19       use func
20       implicit none
21       real(8) :: a, b(3)
22       a = 2._8
23       b = [1._8, 2._8, 3._8]
24       call hello()
25       write(*,*) sqrt_test(a)
26       write(*,*) norm_test(b)
27   end program main

这里先简单说明一下Cpp文件中的内容，其中double对应于real(8)，都是双精度浮点型，有返回值的对应function，无返回值(void)的对应subroutine。这里我定义了三个函数，分别是求模、求算数平方根和Hello World!的函数。

首先一个C++函数若要能被Fortran调用，首先要将函数声明到external中，这个操作是在Cpp文件中进行的。另外需要在Fortran中声明接口，这里的参数类型一定要一一对应，另外我在前面提到过，Fortran中传递变量都是默认传址的，所以在Cpp当中的变量都必须是指针类型(C++数组就是通过指针访问的)。在Fortran文件中定义interface时需要额外加上bind(C)语句，用于声明这是C++的接口程序，并且要提前导入iso_c_binding模块。另外需要注意的是Fortran中数组是列优先，而C/C++中是行优先，在传递一维数组的时候不会有问题，但是传递二维数组的时候要记着颠倒维度顺序。

下面我列出编译指令，一共有两种方式进行编译，不过本质是一样的。

File: test.sh

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gfortran -c main.f95 -o main.o
g++ -c sub.cpp -o sub.o
g++ main.o sub.o -o test.exe -lgfortran      # method(1)
gfortran main.o sub.o -o test.exe -lstdc++   # method(2)

其中g++是GNU的C++编译器。最后两条指令，随便哪条都行。g++编译器若要链接Fortran则需要调用lgfortran库，同理gfortran要链接C++则需要调用lstdc++库。