Ubuntu上Fortran图形界面怎么做

Ubuntu上实现Fortran图形界面的常见方法

Fortran本身不直接支持图形界面开发，但可通过与C/C++图形界面库（如GTK+、FLTK）混合编程，或使用专门的Fortran图形库（如GTK-Fortran）实现。以下是具体步骤及工具推荐：

一、基础准备：安装必要工具与库

在开始前，需安装Fortran编译器、C/C++工具链及目标图形库的开发包：

1. 安装Fortran编译器：使用gfortran（GNU Fortran编译器），命令如下：

   sudo apt update
   sudo apt install gfortran
   

2. 安装C/C++工具链：用于编译C/C++包装器代码（若使用GTK+、Qt等库）：

   sudo apt install build-essential
   

3. 安装图形库及Fortran绑定：根据需求选择以下库之一：
   • GTK+（跨平台GUI库，功能丰富）：

     sudo apt install libgtk-3-dev
     

   • FLTK（轻量级GUI库，适合简单界面）：

     sudo apt install libfltk1.3-dev
     

   • Qt（跨平台C++框架，需Fortran绑定）：

     sudo apt install libqt5core5a libqt5gui5 libqt5widgets5
     # 若需Fortran绑定，可尝试第三方库（如QtFortran，但需自行编译）
     

二、常用方法：GTK+与Fortran混合编程

GTK+是Ubuntu下最常用的GUI库之一，通过iso_c_binding模块实现Fortran与C的交互。以下是具体流程：

1. 示例代码

• C代码（gtk_wrapper.c）：封装GTK+的C函数，供Fortran调用

  #include <
      gtk/gtk.h>
      
  #include <
      string.h>
  
  
  // 回调函数：按钮点击时触发
  void on_button_clicked(GtkWidget *widget, gpointer data) {
      
      g_print("Hello from GTK!\n");
  
  }
  
  
  // Fortran可调用的C接口
  void start_gtk(int *argc, char ***argv, int *status) {
      
      gtk_init(argc, argv);
      
      GtkWidget *window = gtk_window_new(GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
      
      gtk_window_set_title(GTK_WINDOW(window), "GTK+ with Fortran");
      
      gtk_container_set_border_width(GTK_CONTAINER(window), 10);
      
  
      GtkWidget *button = gtk_button_new_with_label("Click Me");
      
      g_signal_connect(button, "clicked", G_CALLBACK(on_button_clicked), NULL);
      
      gtk_container_add(GTK_CONTAINER(window), button);
      
  
      gtk_widget_show_all(window);
      
      *status = gtk_main();
   // 进入GTK主循环
  }
      
  

• Fortran代码（gtk_call.f90）：调用C包装器函数

  program call_gtk
      use iso_c_binding
      implicit none
      integer(c_int) :: argc = 1
      character(kind=c_char) :: argv(10) = [c_char_"test" // c_null_char]
      integer(c_int) :: status
  
      ! 调用C函数启动GTK
      call start_gtk(c_loc(argc), c_loc(argv), c_loc(status))
      print *, "GTK main returned with code ", status
  end program call_gtk
  

2. 编译与运行

• 编译C代码：生成目标文件

  gcc -c gtk_wrapper.c `pkg-config --cflags gtk+-3.0` -o gtk_wrapper.o
  

• 编译Fortran代码：链接GTK+库

  gfortran -c gtk_call.f90 -I/usr/include/gtk-3.0 -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -lgtk-3 -lgdk-3 -lpangocairo-1.0 -lgio-2.0 -lgobject-2.0 -lglib-2.0 -pthread -o gtk_call.o
  

• 链接生成可执行文件：

  gfortran gtk_call.o gtk_wrapper.o `pkg-config --libs gtk+-3.0` -o gtk_fortran_app
  

• 运行程序：

  ./gtk_fortran_app
  

  执行后会弹出一个包含“Click Me”按钮的窗口，点击按钮会在终端输出信息。

三、轻量级方案：FLTK与Fortran

FLTK（Fast Light Toolkit）是轻量级GUI库，适合开发简单、快速的界面。Ubuntu下可直接使用libfltk-fortran-dev包，无需手动绑定：

1. 安装FLTK及Fortran绑定

sudo apt install libfltk1.3-dev libfltk-fortran-dev

2. 示例代码（fltk_gui.f90）

program simple_gui
    use fltk
    implicit none
    integer :: win, button, input

    ! 初始化FLTK
    call fl_open_display("")
    call fl_initialize()

    ! 创建窗口（300x200像素，标题为"FLTK GUI"）
    win = fl_open_window(300, 200, "FLTK GUI")

    ! 创建文本框（位置50,50，宽度200，高度30，提示文字"Enter text:"）
    input = fl_add_input(50, 50, 200, 30, "Enter text:")

    ! 创建按钮（位置100,100，宽度100，高度30，标签"Click Me"）
    button = fl_add_button(100, 100, 100, 30, "Click Me")

    ! 显示窗口
    call fl_show_widget(win)

    ! 事件循环：检查按钮点击事件
    do while (fl_check_event() /= -1)
        if (fl_event() == FL_PUSH .and. fl_event_object() == button) then
            ! 获取文本框内容并显示消息框
            if (trim(fl_input_value(input)) /= "") then
                call fl_message("You entered: " // trim(fl_input_value(input)))
            end if
        end if
    end do

    ! 关闭窗口
    call fl_close_display()
end program simple_gui

3. 编译与运行

gfortran -o fltk_gui fltk_gui.f90 -lfltk
./fltk_gui

运行后会弹出窗口，包含文本框和按钮，点击按钮会弹出消息框显示输入的文本。

四、其他可选方案

• Qt：通过libqt5core5a、libqt5gui5等库实现，但需自行处理Fortran与C++的绑定（如使用extern "C"封装C++函数），适合熟悉Qt的开发者。
• GTK-Fortran：专门为Fortran设计的GTK+绑定库，提供更贴合Fortran风格的接口，可通过sudo apt install libgtk-fortran-dev安装，参考其官方文档（如GTK-Fortran Wiki）进行开发。

注意事项

• 混合编程技巧：Fortran与C/C++交互时，需注意数据类型的转换（如integer(c_int)对应C的int，character(kind=c_char)对应C的char）。
• 库路径问题：若编译时提示找不到库，可通过-I（头文件路径）和-L（库文件路径）选项指定路径（如-I/usr/include/gtk-3.0）。
• 事件循环：GTK+和FLTK均需进入主事件循环（gtk_main()/fl_show_widget()）才能响应用户操作，避免在循环中阻塞主线程。

通过上述方法，可在Ubuntu上实现Fortran图形界面，满足数据可视化、用户交互等需求。

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