如何在Fortran中使用神经网络（基于Pytorch或Tensorflow）？

Question

Python 在神经网络开发和训练方面广受欢迎且效果优秀。然而许多科学代码是用 Fortran 语言编写的。我该如何在我的 Fortran 程序中调用已训练好的神经网络？

- Arsen

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如果您有以自包含C++函数形式的网络，您可以像调用其他C++函数一样调用它。然而，为此制作教程太过宽泛。在C++ API中如何调用Tensorflow/Keras网络？ - Vladimir F Героям слава

Vladimir，感谢您的回答。Pytorch网络可以保存为torchscript https://pytorch.org/docs/stable/jit.html 我在哪里可以找到有关如何在Fortran中使用torchscript的信息？ - Arsen

你首先必须从C++中找出如何使用它。然后，你可以使用通用方法来从Fortran中调用C++。 - Vladimir F Героям слава

Answer 1

这样做没有意义。您不是在Fortran中训练网络，而只是尝试从Fortran运行C++或Python代码。

您应该将训练/推理与Fortran代码分离。您可以在Fortran中进行编排。

1. 在Python中创建模型
2. 通过API公开您的模型，以便您可以通过http请求从Fortran访问它。

这样做，您可以向Fortran应用程序公开任何内容。

- CrazyBrazilian

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这是有道理的。渴望在C++或Fortran中使用训练好的模型完全是合法的。那HTTP与此有何关联？就像这个 https://dev59.com/SlcO5IYBdhLWcg3w-VxX 或者 https://dev59.com/HVoV5IYBdhLWcg3wEreD，一旦有了一个可用的C++函数，从Fortran调用它就只是例行公事。 - Vladimir F Героям слава

将ML代码从Fortran代码中解耦会更容易。您始终可以通过httpRequest进行耦合。除非在tensorflow / python中没有可用的Fortran库，否则我不会这样做（我已经做了很多Fortran，我认为那不是问题）。 - CrazyBrazilian

但为什么呢？如果你可以用C++做到，那么从Fortran调用C++函数只是一个技术细节。在Fortran中很少使用Http相关的内容，甚至语言本身也没有足够的支持，而与之不同的是调用C语言函数。 - Vladimir F Героям слава

@Arsen 很难说你知道什么，不知道什么。通常情况下，你肯定需要知道如何从Fortran中调用C。你是否了解 bind(C) 和 iso_c_binding？如果不了解，你需要先学习它。网络上有许多教程和许多关于 [tag:fortran-iso-c-binding] 的问答。 - Vladimir F Героям слава

@Arsen 虽然不确定，但在这里 https://fortran-lang.discourse.group/ 发布问题可能会有用（希望有人熟悉pytorch + C++或Fortran的使用）。 - roygvib

Answer 2

我能够通过C++（使用g++）从Fortran调用Torchscript。 在这里查看我的操作： Libtorch works with g++, but fails with Intel compiler 然而，这对于Intel编译器不起作用。

- Arsen

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英特尔编译器也可以使用。只需要下载cxx11 ABI（错误出现在pre-cxx11 ABI上）。 - Arsen

那么，你从Python调用了PyTorch，然后将其发送到Fortran，是这样吗？你是否尝试过GitHub上的Forpy项目？'https://github.com/ylikx/forpy' - ALIN

不，我从C++中调用了torchscript（PyTorch的C++后端），并将其传递给Fortran。 - Arsen

Answer 3

有点晚了，但是正如其他答案所暗示的，你可以使用Fortran通过Fortran C绑定调用使用TorchScript保存的PyTorch模型的libtorch。

这里有一个库，名为FTorch，已经打包了这段代码，并且提供了如何保存神经网络并编写Fortran代码调用它的示例：https://github.com/Cambridge-ICCS/FTorch 它可以在gnu和intel编译器上运行。

免责声明：我参与了这个库的编写。

- FluidFox