HDF5-Fortran库

zoziha ([email protected])
哈尔滨工程大学 船舶工程学院 船舶与海洋结构物设计制造 在读博士
2022年3月 深圳市罗湖区

摘要

我在gitee上设置了一个HDF5-Fortran的库，目前主要适用于msys2-gfortran-11环境。
这里介绍一下它的简单用法。

运行环境：Windows 10, i5 8250u, Msys2 GFortran 11, HDF5 1.12.1

hdf5-fortran: A collection of commonly used functions for HDF5 datebase for Fortran. (gitee.com)

基本思路

当我们向HDF5写入数据的时候，我们比较容易。
但当我们从HDF5读入数据的时候，我们需要从HDF5文件中查找数据的类型、维度、rank等等信息，才能有信息读取正确的数据。

并且，除了写入数据，HDF5还要组别的概念，大体是分区 / 文件夹的意思。

HDF5-Fortran

我在国内的HDF5-Fortran库几乎完全搬运的geospace-code/h5fortran。
主要方便自己写HDF5。

program example2
    ! 引入例程
    use h5fortran, only: hdf5_file, hsize_t
    implicit none(type, external)

    character(:), allocatable :: filename
    integer :: i32
    integer(hsize_t), allocatable :: i(:)

    type(hdf5_file) :: h5f
    real :: y(2,2)

    filename = 'h5fortran_example2.h5'
    ! 数据写入hdf5文件
    call h5f%open(filename, action='w')
    call h5f%write('/x', 123)
    call h5f%write_group('/z') ! 创建一个组`/z`
    call h5f%write('/z/y', reshape([real :: 1, 2, 3, 4], [2, 2]))
    call h5f%close()

    call h5f%open(filename, action='r')
    call h5f%read('/x', i32)
    call h5f%shape('/z/y', i)  ! 查看数据形状
    print *, i
    call h5f%read('/z/y', y)
    if (i32 /= 123) error stop 'incorrect value read'
    print *, y(1, 1)

    print *, 'OK: example 2'

end program

以上示例，尝试写入一些数据和读取对应数据，大致完成了闭环读写HDF5的操作。

h5dump

HDF5还提供了一系列小工具，如h5dump，我们可以通过这个小工具查看文件内容：

$ h5dump -g z h5fortran_example2.h5
HDF5 "h5fortran_example2.h5" {
GROUP "z" {
   DATASET "y" {
      DATATYPE  H5T_IEEE_F32LE
      DATASPACE  SIMPLE { ( 2, 2 ) / ( 2, 2 ) }
      DATA {
      (0,0): 1, 2,
      (1,0): 3, 4
      }
   }
}
}

不会h5dump的操作，可以通过h5dump --help查找快速帮助。

小结

更详细的HDF5操作，还是得多用和读对应帮助文档。
HDF5是著名的科学数据存储格式，它主要存储整型和浮点型数据，在与软件数据交互性上相对可靠，而且是以二进制存储，适合大数据、快速读写等应用场景。

参考链接

• HDF5 数据文件简介 - 知乎 (zhihu.com)
• geospace-code/h5fortran: Lightweight HDF5 polymorphic Fortran: h5write() h5read() (github.com)