Ubuntu上Fortran版本如何选择

Ubuntu上选择与使用Fortran版本

一 选择思路

• 明确代码标准与特性需求：老项目若使用固定格式且依赖F77特性，优先选择能编译固定格式的老版本工具链；现代项目建议使用支持Fortran 90/95/2003/2008/2018特性的编译器（如gfortran较新版本）。
• 关注生态与库兼容性：科学计算常依赖BLAS/LAPACK/MKL、HDF5/NetCDF等库，需确认这些库与所选编译器版本、ABI是否匹配（尤其是gfortran的运行时库libgfortran主次版本）。
• 并行与性能：需要OpenMP或MPI时，选择对该生态支持完善的编译器与对应开发包（如OpenMPI + gfortran/ifort）。
• 稳定性与维护：生产环境优先选择系统仓库中稳定、支持周期长的版本；如需新特性或性能优化，再考虑较新版本或官方渠道版本。

二 常见编译器与适用场景

• GNU Fortran（gfortran）：Ubuntu官方仓库长期提供，覆盖从老版本到较新版本，适合绝大多数科学计算与工程开发，生态完善、易获取。
• Intel Fortran（ifort）：商业编译器，数值计算与优化能力强，适合对性能敏感的场景；需从Intel渠道安装并与MKL等组件配套使用。
• 其他历史编译器（如 g77）：仅用于维护极老的固定格式代码，现代Ubuntu上不建议新装，若必须使用需自行编译且维护成本高。

三 安装与版本切换

• 安装默认版本：sudo apt update && sudo apt install gfortran；验证：gfortran --version。
• 安装特定版本：sudo apt install gfortran-<版本号>（如 gfortran-7）；若仓库版本不足，可按需添加工具链PPA（如：sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test）。
• 切换默认版本：使用 alternatives 机制统一管理
  • 注册候选：sudo update-alternatives --install /usr/bin/gfortran gfortran /usr/bin/gfortran-<版本> 60（优先级按需设置）
  • 交互选择：sudo update-alternatives --config gfortran
• 验证切换结果：which gfortran && gfortran --version。

四 工程级选择与验证

• 统一编译器环境：在构建前显式设置环境变量或在构建系统中指定编译器，避免混用
  • 临时：export FC=gfortran-9 F77=gfortran-9
  • 工程级：在源码根目录提供 setenv.sh 并在构建前 source
  • CMake：cmake … -DCMAKE_Fortran_COMPILER=gfortran-9
• 并行构建：安装 OpenMPI 开发包（sudo apt install openmpi-bin libopenmpi-dev），编译/运行MPI程序时使用 mpif90/mpirun。
• 快速自检清单：
  • 查看版本与路径：which gfortran && gfortran --version
  • 查看链接库：ldd your_app | grep gfortran（确认libgfortran版本）
  • 简单编译测试：gfortran -O2 -o hello hello.f90 && ./hello

五 场景化推荐

• 维护遗留固定格式代码（F77风格）：优先选择能稳定编译固定格式的老版本gfortran；若必须使用g77，需知其在现代Ubuntu上并非常见包，维护成本高。
• 新项目/现代Fortran特性：选择较新的gfortran（如 ≥ 8/9/10），兼顾语言特性、优化与生态。
• 高性能数值计算：优先考虑Intel Fortran（ifort）+ MKL，在线性代数与向量化优化上通常更具优势。
• 并行计算：选择支持OpenMP/MPI的组合（如 gfortran + OpenMPI 或 ifort + Intel MPI），并确保库与编译器版本匹配。