Ubuntu上Fortran开发环境怎样搭建

Ubuntu上搭建Fortran开发环境

一 安装编译器与基础工具

• 更新软件源并安装基础开发工具与GNU Fortran编译器（gfortran）：
  • 命令：sudo apt update && sudo apt install -y build-essential gfortran
  • 验证：gfortran --version（应输出版本号）
• 如需特定版本（如gfortran-7/9/10/11），可添加工具链PPA并选择版本：
  • 命令：sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test && sudo apt update
  • 安装示例：sudo apt install gfortran-11
  • 多版本切换：sudo update-alternatives --config gfortran，按提示选择默认版本

二 编写与构建第一个程序

• 创建源文件：nano hello.f90，写入代码：
  • program hello implicit none print *, ‘Hello, World!’ end program hello
• 编译与运行：
  • 编译：gfortran -o hello hello.f90
  • 运行：./hello（终端应输出 Hello, World!）

三 科学计算常用库与并行

• 常用数值库（开发包）：
  • BLAS：sudo apt install libblas-dev
  • LAPACK：sudo apt install liblapack-dev
  • FFTW：sudo apt install libfftw3-dev
  • 链接示例：gfortran -o my_program my_program.f90 -llapack -lblas
• 并行与高性能：
  • OpenMP（共享内存多线程）：在代码中加入指令（如 !$omp parallel do），编译：gfortran -fopenmp -o parallel_program parallel_program.f90
  • MPI（分布式内存）：安装与编译运行
    • 安装：sudo apt install libopenmpi-dev openmpi-bin
    • 编译：mpif90 -o mpi_program mpi_program.f90
    • 运行：mpirun -np 4 ./mpi_program（示例使用4进程）

四 项目构建与IDE

• 使用Fortran包管理器fpm（Fortran Package Manager）简化依赖与构建：
  • 下载预编译二进制（示例版本0.9.0）：wget https://github.com/fortran-lang/fpm/releases/download/v0.9.0/fpm-0.9.0-linux-x86_64.tar.gz
  • 解压并加入PATH：tar -xzf fpm-0.9.0-linux-x86_64.tar.gz && echo ‘export PATH=$PATH:/path/to/fpm-0.9.0-linux-x86_64/bin’ >> ~/.bashrc && source ~/.bashrc
• 编辑器与IDE（可选）：
  • 轻量编辑器：Visual Studio Code、Vim、Nano
  • 传统IDE：Eclipse、NetBeans、Qt Creator
  • 建议安装Fortran语法高亮与调试扩展，提高开发效率

五 进阶 Intel Fortran 与常见问题

• 安装Intel oneAPI HPC Toolkit（包含ifort/ifx）以替代或对比gfortran：
  • 从Intel官网获取安装脚本，按向导安装；安装后执行：source /opt/intel/oneapi/setvars.sh
  • 验证：ifort -v 或 ifx -v（输出版本信息）
• 常见问题与建议：
  • 多版本共存与切换优先用：sudo update-alternatives --config gfortran
  • 链接库失败优先检查是否安装对应**-dev**包，并确认链接顺序（如先-llapack后-lblas）
  • 并行运行报MPI错误，确认已安装libopenmpi-dev并使用mpirun/mpiexec启动