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Windows下Fortran编译ODEPack库及使用方法
(2013-08-26 08:37:02)
标签：
fortrangfortranodeodepackit |
分类： 010101 |
ODEPack用 Fortran 77 写成，是一个非常经典的 ODE 求解器集合。这里主要描述如何编译网上的
ODEPack 代码，并且将其集成到自己的程序中。
本文使用环境如下：
操作系统版本：Windows 8
使用的编译器：gfortran （GCC版本4.6.2
MinGW环境）
1）下载ODEPack
可以到官网（http://www.netlib.org/odepack/）下载源码。
这里还有个更现代的版本（http://www.shocksolution.com/math_tools/odepack/），多了几个示例和文档。如果是
Linux 系统可以用自带的 Makefile ，我们这里是windows系统就用不上了。
下载完成后解压，打开 cmd 或者 MinGW Shell 一路 cd 进入源代码文件夹。
2）编译
ODEPack 别看打包了那么多 ODE
Solver，其实源代码组成非常简单，总共六个文件，分别对应单精度和双精度：
双精度文件： opkda1.f opkda2.f opkdmain.f
单精度文件： opksa1.f opksa2.f opksmain.f细心的你肯定已经发现其实就是 opk 后面的 d （double） 和 s
（single）的区别。正常情况下其实我们只需要用一个版本，所以其实这六个文件中有三个对我们来说是没用的。
我们现在要做的就是把 f 文件编译成静态或者动态链接库，我选择编译双精度文件。
首先就是把 f 文件编译成 o 文件：
gfortran -c *.f接着我们选择编译静态或者动态链接库：
静态链接库：
ar crv libodepack.a opkda1.o opkda2.o
opkdmain.o动态链接库：
gfortran opkda1.o opkda2.o opkdmain.o -shared -o
libodepack.dll这样我们就得到了静态或者动态链接库文件 libodepack.a 或者 libodepack.dll 。
3）使用：
静态和动态链接库使用方法类似，不同的是静态链接库只要连接一下就行，里面的代码会被包含到目标程序里面去，动态链接库里的代码还是独立存在，需要编译后把
dll 文件拷贝到目标程序文件下。
这里我们使用一个现代版本所用的 f95 示例做演示。下面是源代码，方便从官网下代码的同学测试。
example.f95:
! *Examples:
! The following is a simple
example problem, with the
coding needed
! for its solution by DLSODE.
The problem is from chemical
kinetics,
! and consists of the following
three rate equations:
! dy1/dt
= -.04*y1 + 1.E4*y2*y3
! dy2/dt
= .04*y1
- 1.E4*y2*y3 - 3.E7*y2**2
! dy3/dt
= 3.E7*y2**2
! on the interval from t =
0.0
to t = 4.E10, with
initial conditions
! y1 = 1.0, y2 = y3 = 0. The
problem is stiff.
! The following coding solves this problem with DLSODE, using
! MF = 21 and printing results at t = .4, 4., ...,
4.E10. It
uses
! ITOL = 2 and ATOL much smaller for y2 than for y1 or y3 because y2
! has much smaller values. At
the end of the run,
statistical
! quantities of interest are printed.
EXTERNAL FEX, JEX
INTEGER IOPT, IOUT, ISTATE,
ITASK, ITOL, IWORK(23), LIW, LRW, MF,
NEQ
DOUBLE PRECISION
ATOL(3), RTOL, RWORK(58), T, TOUT, Y(3)
NEQ = 3 !
number of first-order ODE's
Y(1) = 1.D0 !
values of y(t) at t=t1
Y(2) = 0.D0
Y(3) = 0.D0
T = 0.D0 !
initial value of independent variable t
TOUT = .4D0 !
next value of independent
variable t
ITOL = 2 !
1 indicates ATOL is scalar, 2
indicates ATOL is array
RTOL = 1.D-4 !
Relative tolerance
ATOL(1) = 1.D-6 !
Absolute tolerance for
each i in Y(i)
ATOL(2) = 1.D-10
ATOL(3) = 1.D-6
ITASK = 1 !
Indicates that DLSODE is
to compute output values of
y
ISTATE = 1 !
ISTATE=1 for first call, ISTATE=2
for subsequent calls
!
Automatically updated to
2 if DLSODE was successful
IOPT = 0 !
IOPT=0 for no optional inputs, IOPT=1 for
optional inputs
LRW = 58 !
Length of real work array
LIW = 23 !
Length of integer work
array
MF = 21