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本次推文介绍json-fortran库的使用。在使用fortran进行有限元编程的过程中，为了更加灵活的进行模型参数修改，可以采用配置文件的方法。

我采用的是json配置文件，可以直接将数据返回为结构体，便于程序内部的引用。但是Fortran并没有像matlab、Python那样天然对各种库的支持，很多情况下需要自己去编写各种功能子程序。

对于json数据的抓取，固然可以自己写一个模块对自己的数据进行自定义抓取，但是无疑会增加很多代码量，可以采用已有编译好的库，直接引用就行，现在就来介绍json-fortran库的使用方法。

项目地址：https://github.com/jacobwilliams/json-fortran

编译方法

下载整个项目文件即可，需要自己先编译一遍，方法有很多，我一贯使用的是gfortran（MinGW）。

首先要安装 Ninja.exe(https://github.com/ninja-build/ninja/releases)

在下载好的json-fortran文件夹中进入命令行：

mkdir build && cd build
cmake -G "Ninja" -DCMAKE_Fortran_COMPILER=gfortran -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="C:/jsonfortran" ..
cmake --build . --config Release
cmake --install .

安装后你会得到：

将这个lib文件夹复制到你的fortran项目目录中，我复制在主目录的package文件夹的json-fortran中，然后可以在makefile中这样配置：

# 主程序名称（不带后缀）
MAIN := main# 产出目录
BUILDDIR := build
MODDIR   := mod# 对象文件
OBJ := $(BUILDDIR)/main.oFC      := gfortran
FCFLAGS := -O3 -march=nativeJSON_DIR := package/json-fortran/lib
JSON_STATIC := $(JSON_DIR)/libjsonfortran.a# 确保目录存在
$(BUILDDIR) $(MODDIR):@if not exist "$@" mkdir "$@"# 链接
$(MAIN): $(OBJ)$(FC) $(FCFLAGS) -I$(JSON_DIR) -J$(MODDIR) $(OBJ) \$(JSON_STATIC) -static-libgfortran -static-libgcc \-o $@# 编译
$(BUILDDIR)/%.o: %.f90 | $(BUILDDIR) $(MODDIR)$(FC) $(FCFLAGS) -I$(JSON_DIR) -J$(MODDIR) -c $< -o $@.PHONY: clean run
clean:@echo Cleaning only $(BUILDDIR)/, $(MODDIR)/ and top-level artifacts...@if exist "$(BUILDDIR)" rmdir /S /Q "$(BUILDDIR)"@if exist "$(MODDIR)"   rmdir /S /Q "$(MODDIR)"@if exist "$(MAIN).exe" del /Q "$(MAIN).exe"@del /Q *.o   2>nul@del /Q *.mod 2>nul@del /Q $(MAIN) 2>nul   && remrun: $(MAIN).\$(MAIN)

在这里我的主程序名字为main.f90，在makefile中不用带后缀名，目标文件.o全部存放在build目录下，mod文件全部放在mod文件夹下，然后直接在终端进行make就直接编译，设计的make clean规则可以清除主目录、build、mod目录下的编译文件，保证package目录下的mod文件不被清除。

使用json-fortran

经过上述操作已经可以使用该库了，来一个测试程序：

program mainuse json_moduleuse iso_fortran_env, only: real64implicit nonetype(json_file) :: jflogical :: ok, binteger :: nreal(real64) :: tolcharacter(len=:), allocatable :: scall jf%load_file("solid.json")call jf%get("name", s, ok);                      if (ok) print *, "name =", trim(s)call jf%get("mesh.etype", s, ok);                if (ok) print *, "etype =", trim(s)call jf%get("plot.edgeColor", s, ok);            if (ok) print *, "edgeColor =", trim(s)call jf%get("plot.fields(1)", s, ok);            if (ok) print *, "fields(1) =", trim(s)call jf%get("solve.solver", s, ok);              if (ok) print *, "solver =", trim(s)call jf%get("solve.tolerance", tol, ok);         if (ok) print *, "tol =", tolcall jf%get("solve.maxIterations", n, ok);       if (ok) print *, "maxIt =", ncall jf%get("solve.calculateStress", b, ok);     if (ok) print *, "calcStress =", b! 数组里的对象：call jf%get("materials(1).name", s, ok);         if (ok) print *, "mat1.name =", trim(s)call jf%get("materials(1).data.E", tol, ok);     if (ok) print *, "mat1.E =", tolcall jf%get("bc(2).type", s, ok);                if (ok) print *, "bc2.type =", trim(s)call jf%get("bc(2).surface", s, ok);             if (ok) print *, "bc2.surface =", trim(s)call jf%get("bc(2).value", tol, ok);             if (ok) print *, "bc2.value =", tolcall jf%destroy()
end program main

json文件为：

{"name": "C3D4test2","scale": 1,"inpFileName" : "./input/Abaqus/C3D4test2.inp","mesh" :{"etype" : "C3D4"},"materials" : [{"name" : "Material-1","category" : "Elastic","data" : {"E" : 70000,"v" : 0.3}}],"bc" : [{"name" : "fix1","type": "constraint","direction": "xyz","nset" : "BoltBC"},{"name" : "Surf-5", "type": "pressure", "surface" : "Surf-5", "value" : 100},{"name" : "Surf-6", "type": "pressure", "surface" : "Surf-6", "value" : 100},{"name" : "Surf-7", "type": "pressure", "surface" : "Surf-7", "value" : 100},{"name" : "Surf-8", "type": "pressure", "surface" : "Surf-8", "value" : 100}],"solve" : {"calculateStress": false,"solver" : "pcg","tolerance": 1e-8,"maxIterations": 1000},"plot" : {"fields" : ["Umag"],"average" : "simple","edgeColor" : "#000080","faceColor" : "#77AC30","alpha" : 1,"nodeLabel" : false,"colorMap" : "coolwarm","discretize" : true,"discretizeNum" : 12}
}

输出：

 name =C3D4test2etype =C3D4edgeColor =#000080fields(1) =Umagsolver =pcgtol =   1.0000000000000000E-008maxIt =        1000calcStress = Fmat1.name =Material-1mat1.E =   70000.000000000000bc2.type =pressurebc2.surface =Surf-5bc2.value =   100.00000000000000

这样一来，每次只需在程序中使用call jf%get即可引用相应的值。