使用 Python scipy.io 读取未格式化的 Fortran 文件

Question

目前我正在开发一个可以读取 Fortran 文件的 Python 模块。第一条记录有固定的开头：

recl = ['a20', 'i4', 'a20', 'a6', 'a1', 'i4', 'i4', 'a1', 'i4']

这是可能的最小大小。然而，recl 的长度未知。已知的是，将添加更多 ('i4', 'i4') 块。 所以下一个可能的大小是

recl = ['a20', 'i4', 'a20', 'a6', 'a1', 'i4', 'i4', 'a1', 'i4', "i4", "i4"]

等。我的想法如下：

def read_ff(fname):
    from scipy.io import FortranFile, FortranEOFError, FortranFormattingError.

    f = FortranFile(fname, "r")
    recl = ["a8", "i4", "a6", "a1", "i4", "i4", "a1", "i4"] #RECL = integer-value must be present for DIRECT files. 
                                                            #It is the length in bytes of each record in the file. 
    while True :                                            # unknown length of the recl due to varying electron configuration
        try:                                                # it is added up until record can be read
            record = f.read_record(*recl)
            break        
        except ValueError:
            recl += "i4", "i4"
        except FortranEOFError:
            break
        except FortranFormattingError:
            break
    dim = f.read_ints("i4") #nrow, ncol, nzc1  
    matrix = f.read_record("f8").reshape((dim[2],dim[0],dim[1])) #reshape((nzc1,nrows,ncols))

    return record, matrix

但是，从第二次循环运行开始，不再执行 f.read_record(*recl) 命令，而是执行 ValueError 直接返回，并在 except 语句中扩展了 recl，以便循环无限期地运行。

如果您在开始时点击相应的recl，则会读取该文件。所以我认为用于创建该文件的 Fortran 代码是无关紧要的，但如果您愿意，我可以提供它。

我期待您的意见和建议。

对于我们这些对化学有兴趣的人来说：第一个记录描述了带有图片变化误差校正因子的数据集，如下所示：'DFT/PBE ',[6],'cc-pVDZ ','point ' ，'C'，[4]，[0]，'O'，[1]，[0]，[2]。

未知长度的条目是完成计算的电子构型，其结构如下：“C”：闭壳 i,j：对称/不对称轨道中的 i/j 个电子，“O”：开壳 n： 0 表示没有电子，n >=1 表示 n * ("i4", "i4") 在开壳中。

Answer 1

即使尝试失败，第一次尝试读取记录也会使文件指针前进。如果您要重试，则必须重置文件指针。尝试如下操作：

    while True :
        try:
            record = f.read_record(*recl)
            break        
        except ValueError:
            recl += "i4", "i4"
            f._fp.seek(0)  # Reset the file pointer to the beginning of the file.
        except FortranEOFError:
            break
        except FortranFormattingError:
            break

请注意，属性 _fp 的前导下划线表示它是私有属性。无法保证此属性在 SciPy 的未来版本中不会更改，因此使用时需自行承担风险。

或者，您可以关闭并重新打开该文件：

    while True :                                            # unknown length of the recl due to varying electron configuration
        try:                                                # it is added up until record can be read
            record = f.read_record(*recl)
            break        
        except ValueError:
            recl += "i4", "i4"
            f.close()
            f = FortranFile(fname, "r")
        except FortranEOFError:
            break
        except FortranFormattingError:
            break