如何复制一个文件但更改其中的一些参数？

Question

我使用 python 作为模型中多个 fortran 文件的接口。我想多次复制一个 Fortran 文件，但在每次复制时，我都会更改描述我的模型的参数。

例如：我有下面的 fortran 文件，

!file.f
! This is a fortran code

!Parameters
alpha = 0.5
beta = 100
...

我想复制 file.f 几次，这样我就会有 file1.f、file2.f、file3.f 等。但是，在复制的每个文件中，我想更改参数 alpha并自动进行测试。谢谢

编辑：让我进一步解释一下。我正在使用 python 对已经在 fortran 中开发的模型实现数据同化（卡尔曼滤波）。基本上，它的工作原理是在每个指定的时间步，fortran 模型停止运行，然后我将现实世界数据集成到模型数据中，并在 python 中执行此操作。然后在集成（同化）之后，我重新运行相同的模型，但是这次使用通过融合模型和观测数据以及新的初始条件获得的新参数。除了运行由 fortran 完成的模型之外，我使用 python 做所有事情。

Answer 1

首先，我认为这个解决方案是矫枉过正的，正如一些评论中所述。我会选择以下两个选项之一，如果您不进行大量的 Fortran 编码，最好选择第二个。

1. 从临时输入文件中读取要使用的参数，例如：

   <前><代码>!file.f
   !这是一段 Fortran 代码

   ！参数
   打开（单元=输入，文件='tmp_inp.txt'，操作='读取'，iostat=ierr）
   读取（输入，'（...）'）alpha，beta

   然后从 Python 或使用 sed 更改临时输入文件中的值。

2. 通过使用 f2py 将 fortran 代码与 python 连接，将参数作为参数从 python 内传递给 fortran 子例程。 Fortran 代码如下所示：

   <前><代码>!file.f
   !这是一段 Fortran 代码
   子程序 my_sub(alpha, beta)
   ...

   然后用f2py编译：

   f2py -c -m my_fortran_code file.f
   

   最后从 python 中调用：

   #python代码
   从 my_fortran_code 导入 my_sub
   my_sub（阿尔法，贝塔）
   

两种解决方案都不需要您仅为了更改一些输入参数而重新编译任何 Fortran 代码。

Answer 2

我认为最一致的方法是使用模板引擎。 Python 有很多，通常部署在 Web 应用程序中。

但模板引擎的目的正是允许人们拥有大量代码，无需将其作为静态文本进行更改，并通过一些特殊的标记将其与 Python 代码中生成的变量进行插值。

根据参数的复杂性，您甚至可能根本不需要任何单独的模板引擎，而只需继续使用 Python 字符串格式化功能，如下例所示。

模板引擎可以为您提供一些额外的能力，例如在模板内展开循环和条件的能力。

示例 - 编写您的 fortram 模板，如下所示：

!file.f
! This is a fortran code

!Parameters
alpha = %(alpha)s
beta = %(beta)s

在 Python 代码中，编写如下所示的内容：

template = open("fortram_template.for", "rt").read()
data = {"alpha": 0.5, "beta": 100}

with open("fortram_1.for", "wt") as output:
    output.write (template % data)

Answer 3

这是您可以执行的操作的示例。我已将各种（alpha、beta）对放入 alpha_beta 列表中。对于 alpha_beta ，我选择使用对位置的索引作为增加文件名的值，但有多种方法可以做到这一点。该代码很脆弱，因为它假设了很多关于您的 .f 文件的信息，但由于这是供您个人使用来生成这些文件的，我认为您会没事的（例如，我假设根据您提供的信息，有文件中一行开头处只有一个单词 alpha 的实例 - 如果不是这样，您可能最好使用正则表达式）。

alpha_beta = [(0.1, 16), (0.9, 50), (0.4, 76)]
file_name = 'file'
file_ext = '.txt'

for index, vars in enumerate(alpha_beta, start=1):
    with open(file_name + file_ext) as f:
        alpha, beta = vars
        new_file = open(file_name + str(index) + file_ext, 'w')
        for line in f:
            if line.startswith('alpha'):
                new_file.write('alpha = %s \n' % str(alpha))
            elif line.startswith('beta'):
                new_file.write('beta = %s \n' % str(beta))
            else:
                new_file.write(line)
        new_file.close()

Answer 4

Fortran 解决方案可能是将参数行写入单独的文本文件中，然后在 Fortran 源代码中包含该文件，并使用如下行：

include 'parameters.inc'

这样您就可以简单地重新生成参数文件，而无需触摸包含主要 Fortran 代码的文件。