f2py:某些返回的数组未更改/为空

Question

您好，我正在使用f2py来包装lapack例程dgesvd，方法是编译dgesvd.f文件并将其链接到llapack，如here所解释的那样

根据docstring，dgesvd模块的签名为：

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来调用该模块：

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out_s中的正确的奇异值，但是矩阵out_u和out_vh仍然只用零填充，我是否必须做一些不同的事情来获得左/右奇异向量？

代码遍历，没有任何错误，这意味着out_info为0。

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

任何想法都是非常感谢的！谢谢Mischa

Answer 1

f2py为Fortran代码创建了python包装器，但是创建的python函数并不打算像Fortran代码那样被调用。在Fortran中，通常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那样支持子例程。出于这个原因，f2py将Fortran子例程转换为python函数，因此所有输出变量都由函数返回，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，因此它没有针对输入/输出变量的任何INTENT声明。f2py使用INTENT声明来确定哪些变量用作输入，哪些变量将作为输出返回。根据您发布的函数签名，f2py假定所有变量都是输入的，这并不是您想要的。出于这个原因，我建议您编写自己的Fortran90包装器例程来调用dgesvd，这样您就可以自己添加INTENT声明，从而给f2py一些提示。我个人也会使用包装器来分配要传递给dgesvd的工作数组，这样您就不必从python传递它了。here解释了f2py究竟是如何确定输入/输出签名的(有三种方法，我更喜欢第三种)。