Fortran：以Python方式使用数组：派生类型，迭代派生类型

Question

Fortran：以Python方式使用数组：派生类型，迭代派生类型

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我目前正在努力了解更多关于Fortran的细节。在此过程中，我正在尝试使用已经用Python实现的算法来实现它。我有一个小数组，看起来像这样：

small_array = some_class(a, b, [x,y,z])

使用小数组创建一个中等大小的数组。

medium_array = [small_array_1, small_array_2, ...]

使用m个中等大小的数组，创建一个大数组。

big_array = [medium_array_1, medium_array_2, ...]

我曾在Fortran中尝试使用派生类型，但这样只会以一种更加困难的方式得到所需的功能。

我想要做的是获得big_array中medium_array的数量以及medium_array中small_array的数量。我尝试使用Extent(...)，但这不能用于派生类型。

我还想以标准数组的方式访问这些派生类型（或者其他可行的方法），例如big_array(1,1,:)，以便访问第一个 big_array 和middle_array 中的所有 small_arrays。

是否有更好的方式来实现此目的？

编辑：以下是我正在尝试在Fortran中定义的内容（Python代码）：

H1_pg1a = primitive_gaussian(some values..) # These will be derive types in Fortran i suppose, in python these are implemented as class
H1_pg1b = primitive_gaussian(some values..)
H1_pg2a = primitive_gaussian(some values..)

H2_pg1a = primitive_gaussian(some values..)
H2_pg1b = primitive_gaussian(some values..)
H2_pg2a = primitive_gaussian(some values..)

H1_1s = [H1_pg1a, H1_pg1b] # These will be lists of derive types
H1_2s = [H1_pg2a]
H2_1s = [H2_pg1a, H2_pg1b]
H2_2s = [H2_pg2a]

molecule = [H1_1s, H1_2s, H2_1s, H2_2s] # These will be lists of lists of derive types

我需要做的是获取有关分子的一些信息：

nbasis = len(molecule)

这将会被实现成类似如下的方式：

   for i in range(nbasis):  # iteration über spalten
    for j in range(nbasis):  # iteraion über zeilen

        nprimitives_i = len(molecule[i])
        nprimitives_j = len(molecule[j])

        for k in range(nprimitives_i):
            for l in range(nprimitives_j):
...

我希望能够像这样访问类或派生类型的值

molecule[i][k].some_value

我开始实现primitive_gaussian作为一个派生类型，然后定义另一个派生类型用于派生类型列表以及派生类型列表的列表。通过这样做，我只能使用molecule%H1_1s&H1_pg1a%some_value访问值，但我无法迭代它们。

- Ludwig Willmann

我不太确定我理解你的问题 - 一些代码可能真的有所帮助。small_array和medium_array是派生类型吗？如果是，那么Size内置函数是否符合您的要求？ - Ian Bush

我刚刚在我的问题中添加了我正在尝试做的事情，感谢您的帮助！ - Ludwig Willmann

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- veryreverie · Accepted Answer

Fortran 和 Python 在处理数组的方式上有很大区别。

Python 代码片段：

a = [1, 2]
b = [3, 4]
c = [a, b]

将会得到一个类似这样的结构

c = [[1, 2], [3, 4]]

然而，看似相似的Fortran代码片段

integer, allocatable :: a(:)
integer, allocatable :: b(:)
integer, allocatable :: c(:)

a = [1, 2]
b = [3, 4]
c = [a, b]

将其替换后，将产生类似于以下结构的结果

c = [1, 2, 3, 4]

即在 Fortran 中，[a, b] 的结果是一个扁平化的数组，包含了 a 和 b 的内容；而在 Python 中，[a, b] 的结果是一个包含 a 和 b 作为单独对象的数组。

如果你想要在 Fortran 中创建一个数组的数组，你需要使用多维数组，或者显式地为每个子数组类型定义包装类型。