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我正在尝试在 Fortran 和 C++ 之间为科学计算中的应用程序做出决定。我不清楚 Fortran 在性能方面是否仍然优于其他语言。例如，我相信由于 Fortran 强制执行严格的别名，与 C99 之前的 C 相比，编译器可以进行更好的优化。我不确定 C++ 如何适合这里。

有什么指导吗？

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我查看了最新 Fortran 标准中的一些内容，坦率地说，我印象深刻。20 年前我讨厌这门语言的很多东西现在都消失了。没有更多的行号和特殊列（可能他们在地狱中燃烧）。

Fortran 已经在工程界大量使用了 50 年。如果你在这些圈子里工作，这会给你两个好处。首先，这些人非常关心优化。这意味着 Fortran 编译器往往拥有最好的优化器。由于缺少别名，该语言本身也比 Cish 语言更易于优化。

第二个优势是 Fortran 库对数字运算的支持简直无法超越。最好的代码几乎总是您不必编写的经过良好调试的代码。

如果您的应用程序通常不属于科学、工程或数字运算的范畴，那么上述任何一项对您来说都不是什么大不了的事，因此您最好去别处寻找。

于 2011-01-27T21:25:15.363 回答
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另一个主要问题是学习曲线，这对于 C++ 来说非常巨大，而对于 Fortran（90 及更高版本）来说则非常小。Fortran 就像 MATLAB，具有...

  • B'DB 是matmul( matmul(transpose(B), D), B )
  • 向量的 L2 范数是norm2(x)
  • 使用 LAPACK 的矩阵的 SVD 是call gesvd(A,S,u,vt)

Fortran 还有指针、动态内存、用户定义的数据类型等。

它得到了主要供应商（Intel/Sun/IBM/Cray/PGI/NAG 等）、开源 (gfortan/g95) 社区和数值库/API（如 PETSc、MPI 等）开发人员的良好支持。

哎呀，新标准（Fortran 2008）甚至具有无需 MPI/OpenMP 就可以进行并行编程的协数组，并且一些 Fortran 编译器已经支持它（g95 和 Cray）。

基本上，它具有数值计算所需的所有优良品质，比 MATLAB 更容易，是标准化的、免费的、可扩展的（使用 MPI/OpenMP 和 co-arrays），可以生成极快/并行的代码。

对于数字，没有什么能胜过 Fortran，但不幸的是，对于其他任何事情，一切都胜过 Fortan。因此，如果您是一名从事安全工作并且只进行数值/HPC 计算的科学家，那么请坚持使用 Fortran，否则学习和使用 C++，因为它广泛用于非数值软件。

于 2011-01-28T17:24:03.393 回答
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Fortran 允许整个数组操作以及对数组部分的操作。有用于数组的 C++ 类，但我认为您不能像在 Fortran 中那样容易地引用诸如 x(:,2:,1:N3:2) 之类的切片。这让我们可以非常简洁地表达一些算法。

Fortran 数组操作的便利性扩展到派生类型的数组。假设您有一个日期数组：

类型日期
整数 :: 月、日、年
结束类型日期

类型（日期） :: x（1000）

那么 x 指的是日期数组，x%month 指的是月份数组，pack(x,x%month==1) 指的是一月份的所有日期。有多少其他编程语言可以提供这种便利？

一些早期关于 Fortran 的评论——“陈旧而令人作呕”——是有偏见的，应该相应地打折扣。让我反驳一下。在我看来，Fortran 90 的自由格式看起来比带有花括号和分号的 C 和 C++ 的语法更好。将它们排除在外或错误地放入它们可能会导致 C 和 C++ 中的错误，而这些错误在 Fortran 中没有对应物。

于 2011-02-07T17:57:29.590 回答
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Fortran 已针对数学（尤其是矩阵）类操作进行了高度优化。

C++ 已针对对象使用进行了高度优化。

哪个对你更重要。

如下所述，C++ 有一个优化的矩阵库。
但是 Fortran 的全部目的是优化数学过程（尤其是矩阵运算）。事实上，这些优化是语言的基础（而不是库），并且在 C++ 的研究方面领先了大约 20 年，我怀疑（但不知道事实）在这个领域 Fortran 正在走向赢得胜利。

于 2011-01-27T21:18:10.660 回答
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fortran95及以上相对于c++(2003)的优势：

  1. 如前所述（user4562）提到的学习曲线很短（我的第一语言是 C，但我仍然无法掌握它，C++ 也是如此）
  2. （我个人的看法）从 Octave 转换代码很容易（就 Matlab 而言）类似的语法，相同的模块化[我使用 Octave 对程序进行原型设计并在 fortran95 中重写以提高速度]，尽管你可以直接在 C++ 中使用 octave 代码。
  3. 动态内存分配非常简单。（f77 根本没有这个！）
  4. 库支持（您也可以在 c++ 中执行此操作，但使用 fortran 很自然）
  5. 并行计算的协阵列支持（遗憾的是，截至 2011 年 2 月，只有 cray 支持它们 gfortran 工作已从 gfortran4.6 开始，但仍有很长的路要走）

简而言之，如果您的程序或应用程序是纯粹的科学计算，请使用 fortran 95 及更高版本，如果计算一些数字只是故事的一部分，请使用 C++（或您觉得更好的任何东西）

于 2011-02-14T21:09:53.340 回答
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我是编程新手。我在有限元领域已经编程了大约一年。在网上研究了一番后，我决定使用fortran 2003。通过学习查普曼的书，我在大约十天的时间里学会了模块化风格的编程。一年过去了，我已经以模块化格式（可维护、可重用和整洁的代码）编写了大约四千行代码，并且根本没有使用任何字符变量。我不认为通过学习 C++、matlab、python、java ... 十天，您将能够编写像 fortran 一样高效的数字代码。fortran 2003 还具有我现在正在学习的所有必要的 OOP 功能。因此，就数字方面的语言强度而言，fortan 并不缺乏任何东西（模块化风格，OOP 风格，强大的数组功能，强大的库，免费和商业最新的编译器，非常容易学习，非常高效......）。像 python/numpy 这样的语言具有大部分这些功能，但缺乏效率。像 C++ 这样的语言也具有 fortran 的大部分功能（尽管对于作为数值计算的主要核心的数组计算，您必须导入一些库！！），但也许像我这样的人用 fortran 编写的程序会比由一些具有 10 年以上经验的 c++ 程序员编写的。
最后，我以 fortran（模块化或 OOP 格式）进行繁重的数值计算，并使用 python\numpy 进行小尺寸计算（如创建绘图、小尺寸数组计算......）。

于 2012-08-28T15:58:33.537 回答
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我对 Fortran 的体验是它易于学习、干净（高度模块化），因此非常适合主要关注进行高度优化的数值计算的非程序员。尽管可以在 c++ 中执行相同的优化（甚至可能在更大程度上），但要实现这些优化级别需要大量的内在理解。在矩阵计算方面，开箱即用的 Fortran 编译器通常会胜过 c++ 编译器。我还要补充一点，Fortran 具有专门设计用于帮助程序员从数值例程中挤出更多性能的关键字。C++ 也有这个，但没有达到 Fortran 的程度。

另一个优点是 Fortran 不是特定于操作系统或体系结构的。换句话说，您在一个操作系统或架构上编写的 Fortran 代码应该很容易移植到另一个有 Fortran 编译器的地方。

另一个优点是现代 Fortran 通常向后兼容旧的 Fortran 代码库。多年来在 Fortran 中构建的代码库非常庞大且极其复杂（主要由科学家和数学家完成）。

此外，就个人而言，我真的很喜欢内置的文件处理功能，它允许人们几乎立即读取数据文件并对其执行操作。Fortran 中的许多其他内置函数旨在提供这种便利。C++ 主要提供构建块来执行此操作，这需要花费一些精力来读取数据文件 b/c 您需要了解有关分隔符的一些信息（Fortran 允许您指定分隔符）。

除此之外，我想不出优点。大多数其他事情都是字符串操作，或基于算法的操作，c++ 作为一种语言，通常是它的编译器，更适合并且通常会执行得更好。一个知识渊博的程序员可能会更喜欢 c++，因为她/他会了解如何以一种可能比 Fortran 编译例程执行得更好的方式优化数值例程。此外，良好可靠的 Fortran 编译器不像良好可靠的 C++ 编译器那样容易获得。

于 2012-10-19T20:50:03.710 回答
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恕我直言，真正重要的唯一优势是编程 FORTRAN 允许您更轻松地重用许多现有的 FORTRAN 代码和库。如果你手头有 50 名 FORTRAN 程序员在做一个项目，而且时间有限，你是先教他们所有 C++，还是接受让他们使用他们最喜欢的语言？

于 2011-01-27T21:23:21.160 回答
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鉴于已经高度优化的 LAPACK++ 等科学计算包的存在，现代 Fortran 甚至没有性能优势。C++ 可能有它的缺点，但性能不是其中之一。

于 2011-01-27T21:19:48.230 回答
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随着模板元编程（尤其是表达式模板）的出现，C++ 在数值计算方面达到了 FORTRAN 的水平，因此速度不再是问题。但是，对于其他问题，仍有一些话要说：

Pro FORTRAN：老年人可能比 C++ 更了解它。
Contra FORTRAN：这是一种令人作呕的、陈旧的、几乎被废弃的语言，在你开始项目的那一刻就已经过时了。现在学习编程的人都不太可能学习 FORTRAN，因此您以后可能会遇到为项目寻找程序员的问题。

Pro C++：它相对现代，编译器仍在大幅改进。它允许您编写富有表现力的代码。
魂斗罗 C++：其中一些模板错误消息会让你哭泣。

于 2011-01-27T21:32:01.793 回答