f2py：一些返回的数组未更改/为空

Question

嗨，我是用f2py包裹LAPACK例行dgesvd，通过编译dgesvd.f文件和链接它反对llapack，如解释在这里

根据文档字符串，dgesvd 模块具有签名：

dgesvd - Function signature:
  dgesvd(jobu,jobvt,m,n,a,s,u,vt,work,lwork,info,[lda,ldu,ldvt])
Required arguments:
  jobu : input string(len=1)
  jobvt : input string(len=1)
  m : input int
  n : input int
  a : input rank-2 array('d') with bounds (lda,*)
  s : input rank-1 array('d') with bounds (*)
  u : input rank-2 array('d') with bounds (ldu,*)
  vt : input rank-2 array('d') with bounds (ldvt,*)
  work : input rank-1 array('d') with bounds (*)
  lwork : input int
  info : input int
Optional arguments:
  lda := shape(a,0) input int
  ldu := shape(u,0) input int
  ldvt := shape(vt,0) input int

然后我使用以下 ocde 来调用模块：

mat = rand(20,30)
out_u,out_s,out_vh = zeros((20,20)), zeros((20,)), zeros((30,30))
rows, cols = shape(mat)
workspace = zeros((rows*cols))
out_info = 0

dgesvd(jobu='S', 
    jobvt='S',
    m=rows,
    n=cols,
    a=mat,
    s=out_s,
    u=out_u,
    vt=out_vh,
    work=workspace,
    lwork=rows*cols,
    info=out_info)

这给了我存储在正确的奇异值out_s，而是矩阵out_u，并out_vh仍然只用零填充，做我必须做一些不同的东西来获得左/右奇异向量呢？

代码运行通过，没有任何错误，表示out_info为0。

（jobu 和 jobvt 的参数“S”告诉例程只计算第一个 min(m,n) 个奇异向量。将其更改为“A”没有任何区别）

任何想法都受到高度赞赏！谢谢米莎

Answer 1

f2py为 Fortran 代码创建 python 包装器，但创建的 python 函数并不打算像 Fortran 代码一样被调用。在 Fortran 中，通常的做法是将输出变量作为参数传递给子例程。这不是“pythonic”；此外，python 并不像 Fortran 那样真正支持子例程。出于这个原因，f2py将您的 Fortran 子例程转换为 python 函数，因此所有输出变量都由该函数返回，而不包括在调用签名中。因此，您必须以这种方式调用该函数：

out_s, out_u, out_vh, info = dgesvd(jobu='S', 
                                    jobvt='S',
                                    m=rows,
                                    n=cols,
                                    a=mat,
                                    work=workspace,
                                    lwork=rows*cols)

但是，LAPACK 例程是用 FORTRAN77 编写的，因此它没有INTENT输入/输出变量的任何声明。 f2py使用INTENT声明来确定哪些变量用作输入，哪些将作为输出返回。根据您发布的函数签名，f2py假设所有变量都已输入，这不是您想要的。出于这个原因，我建议您编写自己的 Fortran 90 包装例程来调用dgesvd，以便您可以INTENT自己添加声明以提供f2py一些提示。我个人也会使用包装器来分配要传递给的工作数组，dgesvd这样您就不必从 python 中传递它。这里f2py解释了如何确定输入/输出签名 （有三种方法可以做到，我更喜欢第三种）。