如何使用Python正确读取Fortran生成的直接访问无格式二进制文件

问题根因 #

你读取失败的核心原因是混淆了Fortran两种无格式文件的存储结构，同时调用读取接口时没指定正确参数：

1. 你写文件时用的是access='direct'（直接访问）模式，这种模式生成的是纯裸二进制文件，没有任何额外的记录长度标记，和C语言写的二进制文件结构完全一致；而scipy.io.FortranFile是专门用来读取access='sequential'（顺序访问）模式的无格式文件——这类文件每个记录前后会插入4/8字节的长度标识，你拿它读直接访问的裸文件，自然会报记录截断的错误。
2. 你调用numpy.fromfile时没指定数据类型，接口默认按双精度浮点数（float64，占8字节）解析，而你存的是real(kind=4)单精度浮点数（占4字节），类型不匹配读出来的数值必然是乱的。
3. 额外提一句：你贴的Fortran示例代码本身有笔误，外层循环变量写的是num，但数组索引用的是未初始化的num1，实际运行Fortran代码时也会得到错误值，记得把循环变量改成num1。

正确读取方法 #

针对你写的直接访问二进制文件，用numpy按如下方式读取即可：

import numpy as np

# 1. 指定正确的单精度浮点类型，对应Fortran的real(kind=4)
# 直接读入扁平化的数组
data_flat = np.fromfile("binaryFile", dtype=np.float32)

# 2. 按Fortran列优先顺序重塑数组维度，对应原数组的(140,130)维度
myarray = data_flat.reshape((140, 130), order="F")

# 验证：按你的赋值逻辑，myarray[0,0]应为1.0，myarray[-1,-1]应为18200.0
print(myarray[0,0], myarray[-1,-1])

未知生成环境文件的排查方法 #

如果你拿到的是未知环境生成的二进制文件，按以下步骤排查即可：

• 先看文件总大小：如果是140*130个单精度浮点数，文件大小应该正好是140*130*4 = 72800字节，大小匹配就直接用上面的代码读。
• 如果文件大小比72800多8字节（即72808字节），说明是顺序访问格式的单记录文件，多出来的8字节是记录首尾的长度标记，这时候可以用np.fromfile跳过开头4字节读取，或者用scipy.io.FortranFile读取。
• 如果文件大小和上述值都不匹配，按总字节数反推数据类型：比如总大小是145600字节就是双精度浮点数（对应np.float64），如果是整数类型就对应np.int32/np.int64试。
• 如果重塑数组后数值索引不对，要么调整reshape的维度顺序，要么对数组做转置，直到数值符合业务预期即可——未知环境下没有文档时，按文件大小反推是最可靠的方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user18184114