如何在Python项目安装时自动编译Fortran源文件？

这种方式贴合Python打包规范，无需维护Makefile，由setuptools自动处理编译流程。

1. 创建pyproject.toml：声明构建依赖，确保安装时先获取编译所需工具

[build-system]
requires = ["setuptools", "wheel", "numpy>=1.20"]
build-backend = "setuptools.build_meta"

2. 修改setup.cfg：配置Fortran扩展模块
   在setup.cfg中添加[options.ext_modules]段，指定Fortran源码、编译参数等：

[metadata]
name = your-project-name
version = 0.1.0
author = Your Name
description = Python project with Fortran routines

[options]
packages = find:
python_requires = >=3.8
install_requires =
    numpy>=1.20

[options.ext_modules]
# 替换为你的模块名，比如myfortran_lib
myfortran_lib =
    sources = src/module1.f90 src/module2.f90  # 你的Fortran源码路径
    language = f90  # 指定语言为Fortran 90
    extra_compile_args = -O3 -ffast-math  # 自定义编译优化参数

3. 验证安装
   用户执行pip install .时，setuptools会自动调用F2Py编译Fortran源码，生成对应的.so文件并安装到Python环境中，无需手动执行make。

如果不想修改现有Makefile，可以通过自定义构建命令让setuptools在安装时自动执行make。

1. 创建pyproject.toml：声明基础构建依赖

[build-system]
requires = ["setuptools", "wheel"]
build-backend = "setuptools.build_meta"

2. 编写setup.py：自定义构建扩展命令，调用Makefile

from setuptools import setup
from setuptools.command.build_ext import build_ext
import subprocess
import os
import shutil

class AutoMakeBuild(build_ext):
    def run(self):
        # 在项目根目录执行make命令
        root_dir = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
        subprocess.run(["make"], cwd=root_dir, check=True)
        
        # 将编译好的.so文件复制到Python包目录（替换为实际路径）
        so_file = os.path.join(root_dir, "myfortran.so")
        target_dir = os.path.join(root_dir, "myproject")
        if os.path.exists(so_file):
            shutil.copy(so_file, target_dir)
        else:
            raise FileNotFoundError(f"编译产物{so_file}未找到，请检查Makefile")
        
        # 执行默认构建流程
        super().run()

# 绑定自定义命令
setup(cmdclass={"build_ext": AutoMakeBuild})

3. 修改setup.cfg：配置项目元数据和包信息

[metadata]
name = your-project-name
version = 0.1.0

[options]
packages = find:
install_requires =
    numpy>=1.20

4. 注意事项

• 确保Makefile生成的.so文件名和路径正确，复制到Python包目录后才能被setuptools打包安装
• 需在项目文档中明确告知用户：需提前安装Fortran编译器（如gfortran），否则编译会失败
• 可在setup.py中添加编译器检查逻辑，提前抛出友好提示

• 无论采用哪种方法，都要确保用户环境中有可用的Fortran编译器（GCC的gfortran、Intel的ifort等）
• 测试跨平台兼容性（Linux、macOS、Windows），Windows下可能需要配置MinGW或Intel Fortran环境
• 可通过python -m pip install --no-build-isolation .测试构建流程，避免隔离环境带来的问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者L Maxime