將字符串從Fortran傳遞到C/C++的正確方法

Question

我想從Fortran傳遞一個字符串到C/C++。這裏是我的Fortran代碼：

subroutine zdplaskinGetSpeciesName(cstring, index) bind(C, name='zdplaskinGetSpeciesName') 
    use iso_c_binding 
    use ZDPlasKin 
    implicit none 
    integer, intent(in) :: index 
    CHARACTER(10), TARGET :: fstring = '' 
    TYPE(C_PTR) :: cstring 
    fstring = species_name(index+1) 
    cstring = c_loc(fstring) 
end subroutine zdplaskinGetSpeciesName 

ZDPlasKin是具有species_name(i)的模塊。

extern "C" void zdplaskinGetSpeciesName(char* cstring[], size_t* index); 
char* cstring[1]; 
size_t index = 1; 
zdplaskinGetSpeciesName(cstring, &index); 
string speciesName = string(cstring[0]); 
cout << speciesName << endl; 

該方法的輸出似乎很好。但是，我想修剪尾部空格（character(10）給出額外的空間），所以我的C++代碼可以正確讀取字符串。我嘗試了另一種方式。

subroutine zdplaskinGetSpeciesName(cstring, index) bind(C, name='zdplaskinGetSpeciesName') 
    use iso_c_binding 
    use ZDPlasKin 
    implicit none 
    integer, intent(in) :: index 
    CHARACTER(:), allocatable, TARGET :: fstring 
    TYPE(C_PTR) :: cstring 
    fstring = trim(species_name(index+1)) 
    cstring = c_loc(fstring) 
end subroutine zdplaskinGetSpeciesName 

但是這樣我得到了一些奇怪的符號。

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我想正確地做事情，所以我不需要擔心以後。內存泄漏不是我想要的。所以我想我會嘗試你所建議的替代方式。我想我想知道是如何知道我是否需要釋放指針。這裏是我在StackOverflow上找到的另一個代碼（雖然這個代碼將C++字符串傳遞給了Fortran，但是這個代碼是https://stackoverflow.com/a/30430656/721644）

你認爲這樣可以使用嗎？或者可能有內存泄漏。你也可以給我一些關於你建議的替代方法的暗示嗎？

Answer 1

這個變體在其他許多問題中都被處理過。搜索一個確切的重複封閉可能是無望的，但我強烈建議你搜索和閱讀這些問題和答案。

C字符串以空字符結尾。如果你想修剪它，你只需將空字符放在正確的位置。實際上，你不是null在你的第一個版本中終止字符串，所以它很容易發生緩衝區溢出。

但更糟糕的是，變量fstring只是該函數的局部。切勿將指針傳遞給局部變量。

所以，第一個版本確實應該

subroutine zdplaskinGetSpeciesName(cstring, index) bind(C, name='zdplaskinGetSpeciesName') 
    use iso_c_binding 
    use ZDPlasKin 
    implicit none 
    integer, intent(in) :: index 
    CHARACTER(11), POINTER :: fstring 
    TYPE(C_PTR) :: cstring 
    allocate(fstring) 
    fstring = species_name(index+1) 
    fstring(11:11) = c_null_char 
    cstring = c_loc(fstring) 
end subroutine zdplaskinGetSpeciesName 

要修剪字符串中，你只需將空字符到正確的位置

integer :: len 
    ... 
    len = len_trim(fstring) 
    fstring(len+1:len+1) = c_null_char 

你也可以使用一個指向一個字符數組長度匹配字符串+ 1的長度或與第二種方法類似的延遲長度（character(:)）字符指針。只記得總是留下1個字符的空終止。

現在代碼會有內存泄漏。爲了避免內存泄漏，字符串必須從Fortran中釋放！所以你必須創建一個特殊的子程序來釋放這些指針。

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另一種方法是將指針傳遞給C++中的緩衝區，並在Fortran中填充該字符串。我其實更喜歡那種方式。您可以在C++中將其設置爲空終止，但請確保不要讓Fortran覆蓋終止字符。

你可以試試：

subroutine zdplaskinGetSpeciesName(cstring, index) bind(C, name='zdplaskinGetSpeciesName') 
    use iso_c_binding 
    use ZDPlasKin 
    implicit none 
    integer, intent(in) :: index 
    TYPE(C_PTR), intent(in) :: cstring 
    CHARACTER(kind=C_CHAR), POINTER :: fstring(:) 
    integer :: i, c_len, name_len 

    c_len = c_strlen(cstring) 
    c_f_pointer(cstring, fstring, [c_len]) 

    associate(name => species_name(index+1)) 
    name_len = trim_len(name) 
    do i = 1, name_len 
     fstring(i) = name(i:i) 
    end do 
    fstring(name_len+1:name_len+1) 
    end do 
end subroutine zdplaskinGetSpeciesName 

未經檢驗。您有責任從C++提供足夠大的以null結尾的緩衝區。 c_strlen可以在http://fortranwiki.org/fortran/show/c_interface_module

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被認爲是100％符合標準的，你應該使用字符長度爲一，character(kind=c_char)的陣列，但字符串是非常有可能在實踐工作。

Answer 2

我終於找到了一個好方法。首先，下載http://fortranwiki.org/fortran/show/c_interface_module。並使用F_C_string_ptr。

subroutine zdplaskinGetSpeciesName(cstring, index) bind(C, name='zdplaskinGetSpeciesName') 
    use ZDPlasKin 
    use C_interface_module 
    implicit none 
    integer, intent(in) :: index 
    TYPE(C_PTR), intent(in) :: cstring 
    character(:), allocatable :: fstring 
    fstring = trim(species_name(index+1)) 
    call F_C_string_ptr(fstring, cstring) 
end subroutine zdplaskinGetSpeciesName 

C和C++代碼是：

extern "C" void zdplaskinGetSpeciesName(char* cstring[], size_t* index); 
for (size_t i = 0; i < zdplaskinNSpecies(); i++) { 
    char* cstring[10]; 
    zdplaskinGetSpeciesName(cstring, &i); 
    printf("%s\n",*cstring); 
    string speciesName(*cstring); 
    cout << speciesName << endl; 
}