f2pyを使ってfortranでpythonのモジュールを書く

python書きやすいけど速度がね〜 → ボトルネックをfortranのモジュール化
！！！速い！！！

Fortranの練習も兼ねて前書いた素数表示のプログラムをモジュール化してみる。

環境

f2py（scipyに付属）
gfortran4.7.2

スクリプト

モジュール化したいサブルーチンを記述したファイルを用意する。
サブルーチンの引数はCf2pyでinを宣言する。
サブルーチンの戻り値（つまりpython側で受け取る戻り値）はCf2pyでoutを宣言する。
Cf2pyの宣言は行頭から、スクリプト本体はスペース6個開けてから書かないとコンパイルエラーになる。どうやらCf2pyよりもインデント的に後ろに書かないといけないっぽい（めんどくさい！！）

primepy.f90

      subroutine prime_number(max_num, ret)
         implicit none
         integer max_num
         integer ret(max_num)
         integer i, j, list(max_num)
Cf2py intent(in) max_num
Cf2py intent(out) ret
         
         !lを設定
         do i=1, max_num, 1
            list(i) = i
         enddo
         list(1) = 0

         !素数を設定
         do i=1, max_num, 1
            if (.not. list(i) == 0) then
               do j = i*2, max_num, i
                  list(j) = 0
               end do
            endif
         enddo

         !素数リストを返す
         do i=1, max_num, 1
            ret(i) = list(i)
         enddo
      end subroutine prime_number

コンパイル

f2py -c --fcompiler=gfortran -m prime primepy.f90
-cでコンパイル
--fcompilerでコンパイラ指定
-mの後が出力ファイル
最後にFortranのプログラムファイル
あとは-hでヘルプ確認

prime.soファイルができてれば成功。

実行

pythonのインタプリタで、

>>> import prime
>>> a = prime.prime_number(100)
>>> a
array([ 0,  2,  3,  0,  5,  0,  7,  0,  0,  0, 11,  0, 13,  0,  0,  0, 17,
        0, 19,  0,  0,  0, 23,  0,  0,  0,  0,  0, 29,  0, 31,  0,  0,  0,
        0,  0, 37,  0,  0,  0, 41,  0, 43,  0,  0,  0, 47,  0,  0,  0,  0,
        0, 53,  0,  0,  0,  0,  0, 59,  0, 61,  0,  0,  0,  0,  0, 67,  0,
        0,  0, 71,  0, 73,  0,  0,  0,  0,  0, 79,  0,  0,  0, 83,  0,  0,
        0,  0,  0, 89,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0, 97,  0,  0,  0], dtype=int32)

ﾔｯﾀｰ

0以外だけを返す簡単なやり方が思いつかなかったのでこれはpython側でa.take(a.nonzero()[0])をする。

結論

ボトルネックも解消できてハッピー
fortranでわからなかったらpython側で処理しろ！！
pythonのリスト最高！！！