不同Fortran预处理器相对包含路径差异及跨编译器兼容问询

目录结构 #

test.F90
test/
├─ a.inc
└─ b.inc

文件内容 #

test.F90 #

#include "test/a.inc"
end

test/a.inc #

#if defined(__GFORTRAN__) | defined(__PGI) | defined(__NVCOMPILER)
#  include "b.inc"
#else
#  include "test/b.inc"
#endif

#include "b.inc"
#include "b.inc"

test/b.inc #

print*,'!'

不同编译器的#include路径行为 #

• GNU（gfortran 11.1.0）、Nvidia（nvfortran 22.9）：预处理器始终在当前被包含文件的相对目录中查找依赖文件。比如在a.inc中用#include "b.inc"就能找到同目录下的b.inc。
• Intel（ifort 2021.8.0、ifx 2023.0.0）、NAG（nagfor 7.1）：首次处理嵌套#include时，会基于发起首次包含的主文件（test.F90）的相对目录查找；后续在同一个被包含文件中再次使用#include时，目录会切换到当前被包含文件的所在目录。其中Intel允许重复使用主文件相对路径（如多次#include "test/b.inc"），但NAG会因此编译失败。

问题 #

1. Intel和NAG编译器预处理器的该行为是否为预期设计？
2. 是否存在方法可使#include命令的行为独立于编译器（即无需a.inc中前5行的条件编译代码）？

解答 #

1. 行为是否为预期设计 #

Intel和NAG的这种路径查找行为是符合各自官方文档的预期设计。

Fortran标准并未对预处理器的文件查找规则做强制统一规定，各编译器厂商可根据自身实现逻辑制定规则：

• Intel编译器的预处理器（fpp/cpp）设计为：首次嵌套包含时继承主源文件的查找路径，后续包含操作则切换到当前被包含文件的目录；
• NAG编译器的预处理器则严格遵循“首次依赖基于主文件目录，后续切换到当前包含文件目录”的规则，且不允许重复使用主文件相对路径解析同一文件，避免路径冲突。

2. 跨编译器兼容的解决方案 #

无需条件编译的兼容方法主要有以下几种：

方法1：编译时指定统一的包含目录

通过编译器的-I参数指定test/目录为包含目录，这样所有编译器都会优先从指定目录中查找.inc文件，此时a.inc中直接写#include "b.inc"即可适配所有编译器。

编译命令示例：

# Intel ifort/ifx
ifort -I./test test.F90
# NAG nagfor
nagfor -I./test test.F90
# GNU gfortran/Nvidia nvfortran
gfortran -I./test test.F90

方法2：统一使用基于项目根目录的绝对路径

如果项目目录结构固定，可在#include中使用绝对路径（如#include "/path/to/project/test/b.inc"），但这种方法灵活性差，不适合多环境部署。

方法3：编译时定义路径宏统一前缀

编译时通过-D参数定义路径宏，例如：

# 所有编译器通用
gfortran -DINCDIR="./test" test.F90

然后在a.inc中写：

#include INCDIR"/b.inc"

注：部分编译器可能需要调整为#include INCDIR"b.inc"，需根据实际情况适配。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者V T