PythonからFortranのsubroutineを呼び出し

PythonからFortranのsubroutineを呼び出して早くしたい

Pythonのループが遅いため，遅いループ部分だけFortranで記述し，Pythonでその関数を呼び出したいと考えています．
知識が乏しいため，ネットの情報を頼りにコードを書いたのですが，エラーが発生してしまいます．
根本的に間違っているかもしれないので，確認とエラーの対処法をお聞きしたいです．

エラーの内容


 File "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Shared\Anaconda3_64\lib\site-packages\spyder\utils\site\sitecustomize.py", line 705, in runfile
   execfile(filename, namespace)

 File "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Shared\Anaconda3_64\lib\site-packages\spyder\utils\site\sitecustomize.py", line 102, in execfile
   exec(compile(f.read(), filename, 'exec'), namespace)

 File "E:/Programming/Python/コード試験場/instant_with_Fortran.py", line 333, in <module>
   call_Fortran(t,x,y,size,XmaxCut,XminCut,StartY,EndY,Ufluc,Vfluc,Wfluc,dudx,dvdx,dwdx,dudy,dvdy,dwdy,dwdz,Q,Q_noX,Q_noY,Q_noZ,lambda0,lambda_noX,lambda_noY,lambda_noZ)

 File "E:/Programming/Python/コード試験場/instant_with_Fortran.py", line 273, in call_Fortran
   np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64)]

 File "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Shared\Anaconda3_64\lib\ctypes\__init__.py", line 361, in __getattr__
   func = self.__getitem__(name)

 File "C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio\Shared\Anaconda3_64\lib\ctypes\__init__.py", line 366, in __getitem__
   func = self._FuncPtr((name_or_ordinal, self))

AttributeError: function 'Export_' not found

問題のソースコード

Fortran
1
2subroutine Export(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z)
3  integer a, d, g, h, zz
4  real(8),intent(inout) :: b(1:d),c(1:d),e(1:6),f(1:6) &
5                          ,i(1:d),j(1:d),k(1:d),l(1:d),m(1:d) &
6                          ,n(1:d),o(1:d),p(1:d),q(1:d),r(1:d) &
7                          ,s(1:d),t(1:d),u(1:d),v(1:d),w(1:d) &
8                          ,x(1:d),y(1:d),z(1:d)
9  character filename*128
10  implicit none
11
12  write(filename,'("Instant//vel",i3.3,".plt")')a
13  open(1000+a, file=filename)
14  write(1000+a,'(a23)') 'TITLE = "stereoPIV.plt"'
15  write(1000+a,'(a280)') 'VARIABLES =x" "y" "Ufluc" "Vfluc" "Wfluc"  &
16                          "dudx" "dvdx" "dwdx" "dudy" "dvdy" "dwdy" "dwdz "Q" "Q_noX" "Q_noY" "Q_noZ" &
17                          "lambda0" "lambda_noX" "lambda_noY" "lambda_noZ" '
18  write(1000+a,'(a17,i3.3,a4,i3.3,a14)') 'ZONE T="STAT", I=73, J=',d-c+1,', K=1, F=POINT'
19
20  do zz=1,d
21
22     write(1000+a, '(18e13.5)') b(zz),c(zz),i(zz),j(zz),k(zz),l(zz),m(zz),n(zz) &
23                               ,o(zz),p(zz),q(zz),r(zz),s(zz),t(zz),u(zz),x(zz) &
24                               ,y(zz),z(zz)
25  end do
26
27  close(a)
28end subroutine Export
29
30

python
1def call_Fortran(t,x,y,size,XmaxCut,XminCut,StartY,EndY,Ufluc,Vfluc,Wfluc,dudx,dvdx,dwdx,dudy,dvdy,dwdy,dwdz,Q,Q_noX,Q_noY,Q_noZ,lambda0,lambda_noX,lambda_noY,lambda_noZ):
2  f = ctypes.CDLL("./libfort.dll")  #ctypesにおいてのライブラリ読み込み設定
3  f.export_.argtypes=[ctypes.POINTER(ctypes.c_int32), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
4                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), ctypes.POINTER(ctypes.c_int32),
5                      ctypes.POINTER(ctypes.c_int32), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
6                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), ctypes.POINTER(ctypes.c_int32),
7                      ctypes.POINTER(ctypes.c_int32),np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
8                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
9                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
10                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
11                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
12                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
13                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
14                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
15                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64),
16                      np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64), np.ctypeslib.ndpointer(dtype=np.float64)]
17  f.export_.restype = ctypes.c_void_p
18  f.Export(t,x,y,size,XmaxCut,XminCut,StartY,EndY,Ufluc,Vfluc,Wfluc,dudx,dvdx,dwdx,dudy,dvdy,dwdy,dwdz,Q,Q_noX,Q_noY,Q_noZ,lambda0,lambda_noX,lambda_noY,lambda_noZ)

otn

2019/03/26 07:20

回答ではありませんが、FortranでなくCで書く方が、障壁が低いと思います。しかし、このコードだと、ファイルの読み書きしかしてないので、有意に速くはなりませんよ。

tiitoi

2019/03/26 07:59

Python で数値計算なら、まず numpy を使って書けないか検討されてはどうでしょうか。 numpy の関数や機能を使えば、大抵のアルゴリズムは for ループを使わずに書けるはずです。それでも速度が十分でない場合は otn さんがおっしゃる通り C で実装して Python から呼び出せばよいと思います。