CLAPACK在Windows上的安装与使用

1. CLAPACK简介

     要了解CLAPACK，就要先知道什么是LAPACK。

     LAPACK(Linear Algebra PACKage)是一个高性能的线性代数计算库，以BLAS(Basic Linear Algebra Subprograms)为基础，用Fortran语言编写，可用于计算诸如求解线性代数方程、线性系统方程组的最小平方解、计算特征值和特征向量等问题。而CLAPACK则是LAPACK的C语言接口。

 

2. CLPACK的安装

     搜了不少网页，终于找到一个方便的安装方法(http://icl.cs.utk.edu/lapack-for-windows/clapack/index.html#running)。这个安装方法在我的PC测试通过，PC的配置是Windows XP SP3，VC6。具体步骤如下：

  1. Download clapack-3.2.1-CMAKE.tgz and unzip.
  2. Download cmake and install it on your machine.
  3. Open CMAKE
    • Point to your CLAPACK-3.2.1-CMAKE folder in the source code folder
    • Point to a new folder where you want the build to be (not the same is better)
    • Click configure, check the install path if you want to have the libraries and includes in a particular location.
    • Choose Visual Studio Solution. You can also choose nmake or any other platform.
    • You may have to click again configure until everything becomes white
    • Click generate, that will create the Visual Studio for CLAPACK and you are done.
    • Close CMAKE
  4. Look in your "build" folder, you have your CLAPACK Visual Studio Solution, just open it.
  5. Build the "ALL_BUILD" project, it will build the solution and create the librarires
  6. Build the "INSTALL". This will put the libraries and include in your install folder.
  7. Build the "RUN_TESTS". The BLAS and CLAPACK testings will be run.

      如果没修改CMAKE中的设置，那么搞定第6个步骤后，你会在C:\Program Files\CLAPACK发现你所需要的*.h和*.lib

备注：在RUN_TESTS有部分不能通过，也不影响其余功能的正常使用

 

3. CLAPACK的使用

      使用CLPACK前，要先清楚四点：

首先是Levels of Routines，即函数的层次。LAPACK将整个库分为三大块：driver, computional, auxiliary，具体哪块是做什么的，请自行看链接。

其次是Naming Scheme，即命名规则。LAPACK的driver 和 computational 的函数名通常为XYYZZZ，其中X指使用的数据类型，YY指矩阵类型，ZZZ指函数的功能。例如SGEBRD的意思是单精度(S)的在一般的矩阵(GE)上执行bidiagonal reduction(BRD)操作，还是那句，具体的，请自行看链接。

再次是CLAPACK的函数不接收二维数组，即只能用一维数组代替二维数组，例如我想要个array[2][2] = { {1,2}, {3,4} }，那么正确的写法是array[2*2] = { 1, 2, 3, 4}。

最后是行主序与列主序的问题。CLAPACK看一维数组时会将其看成是按列存放的。所以习惯将一维数组看成是按行存放的要特别注意了。如果说就是不爽按列存放呢？那么可以在计算前，先将其转置。

     这里以使用dgemm_函数为例，对CLAPACK的使用方法进行说明。从dgemm_的命名可以看出，这是双精度(d)的在一般矩阵(GE)执行matrix-matrix操作的函数，更具体来说，是执行C = alpha* op(A)* op(B) + beta * C操作。在clapack.h中的声明如下：

int dgemm_(char *transa, char *transb, integer *m, integer *n, integer *k, doublereal *alpha, doublereal *a, integer *lda, doublereal *b, integer *ldb, doublereal *beta, doublereal *c__, integer *ldc);

其中

transa表示op(A)的操作，若transa = 'T'，则表示对A进行转置

transa表示op(B)的操作

m表示矩阵A的行数

n表示矩阵B的列数

k表示矩阵A的列数

alpha就是alpha的值

a就是矩阵A的一维存储，注意调用的函数会认为其是列主序的

lda表示矩阵A的第一维(LDA specifies the first dimension of A)，其值根据transa的值而变

b是矩阵B的一维存储

ldb表示矩阵B的第一维，其值根据transb的值而变

c是矩阵C的一维存储

ldc表示矩阵C的第一维。

       以下程序将计算

//author: Zero
#include "iostream"
#include "f2c.h"        
#include "clapack.h"

using namespace std;

int main() {
    char transa = 'T', transb = 'T';
    integer M = 2, N = 2, K = 2, LDA = K, LDB = N, LDC = M;
    double alpha = 1.0, A[4] = { 1, 2, 3, 4}, B[4] = { 5, 6, 7, 8 }, beta = 0.0, C[4]; //下面的函数的意思是C = 1.0 * T(A) * T(B) + 0 * C，其中T()表示将某个矩阵转置
    //注意此时得到的C是按列存放的
    dgemm_(&transa, &transb, &M, &N, &K, &alpha, A, &LDA, B, &LDB, &beta, C, &LDC);
    
    cout<<C[0]<<" "<<C[2]<<endl;
    cout<<C[1]<<" "<<C[3]<<endl;

    return 0;
}

       要成功编译这个程序，还要进行以下设置

 

posted @ 2012-07-20 22:09  风中之炎  阅读(7350)  评论(1)  编辑  收藏  举报