在Python中读取Fortran二进制文件

我在用 Python 读取未格式化的 F77 二进制文件时遇到问题。 我已经尝试过SciPy.io.FortraFile方法和NumPy.fromfile方法，均无济于事。我还阅读了 IDL 中的文件，该文件有效，因此我对数据应该是什么样子有了一个基准。我希望有人能指出我的一个愚蠢的错误——没有什么比有一个白痴时刻然后洗手更好的了......

数据 bcube1 的尺寸为 101x101x101x3，且为 r*8 类型。总共有 3090903 个条目。它们是使用以下语句编写的（不是我的代码，从源代码复制）。

open (unit=21, file=bendnm, status='new'
.     ,form='unformatted')
write (21) bcube1
close (unit=21)

我可以使用以下代码在 IDL 中成功读取它（也不是我的代码，是从同事那里复制的）：

bcube=dblarr(101,101,101,3)
openr,lun,'bcube.0000000',/get_lun,/f77_unformatted,/swap_if_little_endian
readu,lun,bcube
free_lun,lun

返回的数据 (bcube) 是双精度的，尺寸为 101x101x101x3，因此文件的标头信息知道其尺寸（而不是展平）。

现在我尝试使用 Python 获得相同的效果，但没有成功。我尝试过以下方法。

In [30]: f = scipy.io.FortranFile('bcube.0000000', header_dtype='uint32')
In [31]: b = f.read_record(dtype='float64')

返回错误Size obtained (3092150529) is not a multiple of the dtypes given (8)。更改 dtype 会更改获得的大小，但它仍然不能被 8 整除。

或者，使用fromfile结果没有错误，但返回数组中的另一个值（也许是页脚？），并且各个数组值都非常错误（应该全部具有统一的顺序）。

In [38]: f = np.fromfile('bcube.0000000')
In [39]: f.shape
Out[39]: (3090904,)
In [42]: f
Out[42]: array([ -3.09179121e-030,   4.97284231e-020,  -1.06514594e+299, ...,
         8.97359707e-029,   6.79921640e-316,  -1.79102266e-037])

我尝试使用 byteswap 来查看这是否使浮点值更合理，但事实并非如此。

在我看来，np.fromfile方法非常接近工作，但它读取标题信息的方式一定有问题。谁能建议我如何弄清楚什么should位于允许 IDL 了解数组维度和数据类型的头文件中吗？有没有办法将标头信息传递给fromfile这样它就知道如何处理领先的条目？

我玩了一下，我想我有一个想法。

Fortran 如何存储未格式化的数据尚未标准化，因此您必须稍微尝试一下，但您需要三个信息：

1. 数据的格式。你建议是 64 位实数，或者 python 中的“f8”。

2. 标头的类型。这是一个无符号整数，但您需要以字节为单位的长度。如果不确定，请尝试 4。

   标头通常存储记录的长度（以字节为单位），并在末尾重复。

   话又说回来，它不是标准化的，所以没有保证。

3. 字节顺序，小或大。

   从技术上讲，对于标头和值，但我认为它们是相同的。

   Python 默认为小端，所以如果这是您的数据的正确设置，我想您已经解决了它。

当您使用以下命令打开文件时scipy.io.FortranFile，您需要给出的数据类型header。因此，如果数据存储为 big_endian，并且您有一个 4 字节无符号整数标头，则需要这样：

from scipy.io import FortranFile
ff = FortranFile('data.dat', 'r', '>u4')

当您读取数据时，您需要值的数据类型。再次，假设 big_endian，你想要输入>f8:

vals = ff.read_reals('>f8')

Look here有关数据类型语法的描述。

如果您可以控制写入数据的程序，我强烈建议您将它们写入数据流，这样Python可以更轻松地读取数据流。