利用混编技术对土木工程计算程序的改造

沈宁

【摘要】本文通过对FORTRAN、C语言和OpenGL图形库进行分析，在此基础上，将三种技术通过动态的链接库结合在一起，实现了对土木工程计算程序的设计，完善其界面。

【关键词】FORTRAN；C语言；OpenGL；混合编程；土木工程计算

通常情况下，土木工程的计算程序都是借助FORTRAN实现的，在运用FORTRAN进行数值的计算过程中，其能够呈现出不同的优势，但是，同时也存在效率不高的问题，而且不能在windows的开发环境中使用，不能建立人机界面，在图形显示中操作流程过于复杂。C语言是在NET平台上开发的，这种程序使用了比较简单的语法，而且便于调试，在程序开发中效率更高。OpenGL是一种图形库，里面都是三维的图形，实现了硬件和软件的结合使用，使用的效果好，在动画绘制中常见，而且能够将图形的绘制与计算机技术以及虚拟现实技术结合，其是一个模型库，运用三维的图像呈现，在不同的平台上都可以使用。其可以实现几何模型的建立，通过渲染的方式实现动画的制作。

一、C语言与FORTRAN的混编

运用C语言能够实现交互性的界面，建立土木工程计算的框架，将之前的FORTRAN的源代码进行编译，形成一个动态的链接库，在此基础上，能够将代码转送到C语言程序上，完成两种不同语言的婚变。可以运用编译器实现文件混合的编程，程序之间应该建立一致的调用程序，建立完善的调用机制。这些机制主要分为堆栈管理机制、命名机制、参数传递机制。在C语言和FORTRAN混编中，应该使两种不同语言的字符参数一直，而且DLL文件能够显示出信息的输出。

（一）字符串参数的一致

在C语言中，字符的结束是运用null数值来表示的，FORTRAN中字符串是在右端设计空格的方式来表示的，运用一个隐藏的参数能够表示字符串的实际长度。而且，FORTRAN的默认的字符是用ASCII编码来表示的，所以，FORTRAN要运用编译器实现中文字符的支持。但是，在C语言中，其字符的编码是通过unicode实现的，所以，在语言层上就能够实现支持中文的字符。通过对不同语言的表示方法的分析，分析了影响因素，如果字符串是通过FORTRAN到C语言，那么，可以在NET网络环境中实现，这时C语言就会自动提供函数字符，将ASCII编码转化成unicode编码。如果字符串是由C语言转化成FORTRAN，就需要运用字符串的长度来实现。

（二）DLL文件内部的提示信息的输出

在大型土木工程计算程序的编程中，运用FORTRAN，会出现PRINT等语句，这类的语句表示程序是运行的，在这些程序改造的过程中，是运用DLL文件和C语言一起应用，结合了windows程序后实现的，所以，输出设备此时不发挥作用。为了能够分析FORTRAN的内部调制问题，就需要在DLL文件中进行信息输出，设计信息的函数，建立一个控制台的窗口，运用PRINT语句建立输出设备。

二、C语言与OpenGL的混编

C语言是运用NET平台进行编程的一类高级的语言，但是，在NET环境中，不能够对OpenGL的接口进行设计，所以，OpenGL中混合C语言，其不能与其他的高级语言一样实现语句的引用和部署，不能够直接的使用OpenGL固有的图形数据库。所以，在C语言中，这类技术要借助第三方的软件才能够实现。

（一）GSGL的动态链接库的分析

GSGL是在windows系统下建立的一类接口，其在C语言中常用。GSGL的动态链接库在使用时是用gldll实现的，形成了不同的类型，在不同的类型中都可以建立OpenGL的标准函数，借助数据库的函数、辅助型的函数等，设计使用函数库和常量。在OpenGL能够生成自动化的定义，通过绘制函数的形式实现了OpenGL场景的定义，在进行场景的初始化和绘制函数中完成两种高级语言的混编。GSGL在进行程序设计中不一定要用到，但是在程序运行阶段其是必不可少的。在对每个空间名称进行函数定义的过程中是经常使用的，而且能够借助GSGL在NET环境中实现对查阅库文件的阅读。

（二）在C语言中对GSGL的OpenGL的引用

在NET环境中形成C语言的应用程序并不复杂，在IDE换种中选择C语言的创建项目，然后打开windows程序，将项目的名称输入，建设保存的位置，点击确定，项目就完成了创建。在项目创建的过程中，建立了空间的名称，而且是以窗口的类型实现的，在应用程序中实现了主入口函数的设计。所以，在建立应用程序框架的过程中，运用程序，要实现对OpenGL的引用，在C语言中借助using关键词实现对不同程序的引用。将OpenGL的绘图功能在C语言的程序得以更好地应用。

（三）建立OpenGL设备的应用环境

在运用OpenGL进行图形的绘制中，应该建立设备环境的绘制，建立一个绘制表面，在所建立的空间名称中加入一个应用，然后再应用中加入很多素材，将这些素材都放在窗口上，实现OpenGL可视化的场景。这样所以的图形都可以在窗口上绘制和修改。

（四）创建OpenGL绘制环境和功能的初始化

在绘制表面建立窗口，能够为OpenGL的运行创作绘制的环境，在OpenGL运行的过程中，其使用的是绘制的环境，而不是设备的环境，所以，要建立完善的绘制环境，不然OpenGL在C语言中是不能执行的。在OpenGL建立一个绘制环境的函数，通过对函数的重写完成绘制环境的创建，建立绘制环境的初始化。

（五）运用OpenGL进行图形和场景的绘制

在以上的操作都完成后，就可以借助OpenGL实现场景的绘制，运用绘制函数，设计源代码，设计单位的矩阵的方式，建立绘制图形的代码。

三、混合编程的实现与应用

本文将三种高级语言进行混合编程，在网络环境下建立语言编译的环境，以windows作为系统操作的平台，在此基础上，借助DOS实现GSAP程序的运行，在windows平台上实现人机界面的交互，建立交互式的软件。这类软件是在原有的程序改造上实现的，运用DLL文件的形式呈现出来，其界面是通过C语言程序编制的，通过建立函数的形式使图形显示出来。在程序的混编中，通过运用DOS平台，实现不同命令的输入和执行，对结果进行查看，在对windows程序进行计算完成后，其计算和模型的图像就会直接显示出来，使用非常得便捷，界面的改造也不复杂。借助三种高级语言的混编能够实现空白动态链接的设计，将源代码进行统一，运用C语言实现windows应用程序的改进，通过窗口的形式展现出来。

结语：

在土木工程计算程序的改造中，将不同的语言结合在一起，采用混编的形式，能够提高土木工程相关参数计算的精确度，完善其计算的效率，在C语言中，字符的结束是运用null数值来表示的，FORTRAN中字符串是在右端设计空格的方式来表示的。

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