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用 VS Code + MSYS 搞定 Windows 上的 Fortran 开发

我是真不知道为什么现在还有人要用 Fortran,当听说要学 Fortran 时我也是震惊的。作为世界上第一门高级语言,我本以为它只能作为历史被我所知,即使是在科学计算领域。因为在《数字文明:物理学和计算机》中,郝柏林院士已经明确地说:

不推荐使用 Fortran。笔者是国内第一本 Fortran 中文教程的作者,近年亦开始转向 C。

但是既然学校要用,既然我所处的这个领域还有大量的 Fortran 残余,我也没办法,只能学一学了。然后就是典中典环节:学校推荐使用的 IDE 是 2003 款 Visual Fortran,它在很多同学的电脑上根本就无法安装。我连试都没试,因为我不允许这么古老的软件被塞到我电脑里。(顺带一提,学 C 的时候用的 IDE 也极其古老,我因此用了一条类似的工具链)

Visual Studio?

看了一下,最新的支持 Fortran 的 Visual Studio 版本应该是 2016。但 VS 太大了,我用不起,告辞。

MSYS

MSYS 安装与配置

首先,你需要在这里安装 msys。时刻谨记你是一个中国人,国内镜像源之类的东西一定记得自己配置好。

安装 gfortran

安装好 msys 并配置好镜像源后,你需要打开安装目录下的mingw64.exe,它在安装时会被放到开始菜单(名称应该是MSYS2 MinGW 64),你也可以在开始菜单打开它。

打开的应该是一个命令行窗口。在 Linux 上和命令行打交道多年的我是不怎么慌的,如果没接触过命令行也不必担心,这个教程不需要你输入太多的命令。无论如何,请在这个命令行里输入这些命令,以安装 gfortran:

pacman -S mingw-w64-x86_64-gcc-fortran

安装好以后,你应该把 bin 加入 path 里。在我的 Windows 11 系统上,这个操作是这样进行的:

  1. 右键“此电脑”(如果桌面里没有,就随便打开一个文件夹在左侧列表里找)
  2. 打开“属性”
  3. 在右侧,找到“高级系统设置”并左键单击
  4. 点击“环境变量”
  5. 在“系统变量”中,找到一个变量名为“Path”的行,左键单击选中,点击“编辑”
  6. 点击“新建”并输入安装目录下的mingw64/bin文件夹的绝对路径,例如我是F:\msys64\mingw64\bin,其中F:\msys64是安装目录。
  7. 确定-确定-确定-关闭“设置”

至此配置完成。

Python

是的你没听错,虽然我们在学 Fortran,但为了良好的开发体验,你需要安装 Python。

Python 安装与配置

请在Python 官网下载它的最新版本。安装时,记得让它把自己加入 PATH 里。

安装 fortls 和 fprettify

右键单击左下角的 Windows 按钮,选择 Windows PowerShell(管理员)Windows 终端(管理员) ,在里面输入:

pip install fortls fprettify

并回车执行。它应该会很快为你安装好这两个东西。

完成这些操作后,你需要重启电脑让前面的 path 设置生效。

Visual Studio Code

安装

VS Code 官网下载并安装好 VS Code。现在的 VS Code 应该会提示你安装中文语言包,如果没有,你可以在左侧按钮点开扩展,在其中搜索 Chinese 并安装。

扩展及设置

同样在这个扩展页面,你需要搜索并安装Modern Fortran这个扩展,之后你需要打开这个扩展的设置(安装好后点击这个扩展那里的齿轮-扩展设置),在弹出的列表中找到Fortran > Formatting: Formatter,将默认的 findent 改成 fprettify。

需要注意的是,无论是 fprettify 还是 findent,默认缩进都是 3 格,如果和我一样嫌这个太异端了,可以在下面的Fprettify Args里(打开 json 编辑)像这样设置:"fortran.formatting.fprettifyArgs": ["--indent=2"], 如果这是最后一行,记得把最后的逗号去掉。不过我觉得有这个强迫症的人也知道怎么编辑 JSON 了。这个设置是把缩进配置为 2 格,如果想 4 格就把 2 改成 4,想用 Tab 缩进的话可以自己去 fprettify 的文档里找一下。

工作区配置

你需要新建一个文件夹,路径中最好不要包含中文,当然我没试过。

在 VS Code 里,用文件-打开文件夹的方式打开你刚刚新建的文件夹,并在其中新建一个名为.vscode的文件夹,然后在其中新建并编辑如下的两个文件:

launch.json

{
  "version": "0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "name": "(gdb) Fortran",
      "type": "cppdbg",
      "request": "launch",
      "program": "${workspaceFolder}\\${fileBasenameNoExtension}.exe",
      "args": [],
      "stopAtEntry": false,
      "cwd": "${workspaceFolder}",
      "environment": [],
      "externalConsole": false,
      "MIMode": "gdb",
      "setupCommands": [
        {
          "description": "Enable pretty-printing for gdb",
          "text": "-enable-pretty-printing",
          "ignoreFailures": true
        }
      ],
      "preLaunchTask": "compile"
    }
  ]
}

tasks.json

{
  "version": "2.0.0",
  "tasks": [
    {
      "label": "compile",
      "type": "shell",
      "command": "gfortran",
      "args": ["-g", "${file}", "-o", "${workspaceRoot}\\${fileBasenameNoExtension}.exe"],
      "problemMatcher": [],
      "group": {
        "kind": "build",
        "isDefault": true
      }
    }
  ]
}

保存即可。

顺带一提,如果你是 Linux/Mac 用户,上面两个文件中的\\需要换成/。不过这两个系统的用户会需要看这篇文章吗?我不是很清楚。

开始编程

这以后,每当需要编程时,用 VS Code 打开这个文件夹,在里面新建*.f90,编完后在 VS Code 顶栏点击运行-启动调试,不出意外应该可以运行。

当觉得自己的代码太乱了的时候,你可以右键-格式化文档来将你的代码格式化。这就是我推荐使用fprettify而不是findent的理由,后者只管缩进,前者还会在一些地方添加空格以增加可读性。

总结

都配置好了我觉得也没啥人会接着看下去了,但我还是得把话撂这里:

2202 年还在用 Fortran 的臭老保必须死。

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