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  • Clapack安装

    http://www.cnblogs.com/random_walk/archive/2009/11/13/1602682.html

    关于CLAPACK的使用网上的资料并不多。主要就是官方网站上的安装说明,以 及LAPACK官方论坛上的一些资料。然而,国外一般科研使用的平台都是UNIX或LINUX, 所以对于windows上使用CLAPACK的相关介绍就很少。幸运的是,官方提供了CLAPACK的windows版本,而且还有专门的 VisualStudio工程包。所以,对于广大VS用户来说可谓非常之方便。

    然而,即使如此,很多人在使用的过程中还是出现这样那样的问题。其中,多数的情况都是出在编译的时候。而且上网提问多数都没人能够解答。
    鉴于此,本人就对如何在VC上编译和使用CLAPACK库,作下简单的说明。

    1、什么是CLAPACK:
    CLAPACK是LAPACK的C语言接口。LAPACK的全称是Linear Algebra PACKage,是非常著名的线性代数库。原版的LAPACK是用Fortran写的,为了方便C/C++程序的使用,就有了LAPACK的C接口CLAPACK。

    LAPACK的主页是 http://www.netlib.org/lapack/
    CLAPACK则在 http://www.netlib.org/clapack/

    这两个库都是开源的,可以在官方网站免费下载和使用。

    2、CLAPACK的安装:
    所谓的安装其实就是把源代码编译成我们可以调用的库.lib文件。

    首先从主页上下载CLAPACK包。http://www.netlib.org/clapack/ 上有很多版本。我们选择
    http://www.netlib.org/clapack/CLAPACK-3.1.1-VisualStudio.zip
    大小: 42MB
    版本: 3.1.1
    是专门提供给VS用户的。
    (注意:VS的版本不能太低。VC6.0是无法使用的。VS2005及以上都应该没问题。本人用的是VS2008。测试的时候发现工程文件版本太老,还需要转换一下呢。当然转换后运行也很正常。如果你坚持要使用VC++6.0那请下载http://www.netlib.org/clapack/CLAPACK3-Windows.zip 这是CLAPACK3.0版,比我介绍的版本3.1.1版要旧一些)

    下载解压后,我们可以看到如下目录结构:
    \SRC             CLAPACK的源代码
    \BLAS            BLAS的源代码
    \F2CLIBS       F2C的源代码

    \LIB                 编译后的库文件.lib
    \INCLUDE       头文件
    \TESTING       一些使用范例程序
    \INSTALL        里面有UNIX和其他平台下安装的文件和方法。lawn81.pdf文件是CLAPACK的使用说明,大家使用的时候可以看看。


    这里我要提醒大家。虽然软件包里已经有编译好的.lib文件,就在\LIB中。但是我建议大家不要直接使用他们,还是自己编译一下再用才保险。很多人就是因为直接使用他们而出错的。这点非常重要!如果你就是直接调用他们失败的,那不妨先自己编译一下再试试。

    另外,CLAPACK需要F2CLIBS库,并且使用了blas和tmglib这两个外部的库。这几个库都已经包含在了CLAPACK的安装包中。所以,大家无需另外下载。当然,使用前我们还是要重新编译一下的,原因上面已经说过了。

    接下来,我详细地讲讲如何编译他们。
    首先双击 clapack.vcproj打开工程项目文件。工程中已经包含了所有的子项目。
    我们根据个人需要,编译成debug模式,或者release模式。为了能在自己的程序调用中方便的进行debug,我这里就以debug模式为例说明。我的系统是win32。如果你是64位系统也是支持的,操作方法类似。

    首先编译F2CLIBS,用于将fortran转换为c语言。
    选择libf2c子项目。直接生成之。编译过程中可能会有一些warning,不要理会他们。编译成功后,输出文件是libf2cd.lib。这里的d就 是debug模式,如果是release模式就是libf2cd.lib。输出文件默认路径是\LIB文件夹。注意,\LIB\Win32下已经有一些 lib了。大家最好把他们都先删除了,以免新旧文件混淆。

    接着编译tmglib。这是一个矩阵库。
    这个库在TESTING\MATGEN里面。选择他生成就好了。
    输出文件还是在\LIB里面。文件名是tmglibd.lib。


    然后是编译blas,选择项目blas, 编译之。输出文件BLASd.lib。

    最后是编译CLAPACK,生成clapackd.lib.

    其他模式对应的输出文件大家可以参看下表。
    这里需要注意的是,不同模式间不要混合使用。

    Win 32

    Configuration F2c Reference BLAS CLAPACK CBLASWRAP F77BLASWRAP TMGLIB
    Win32 - Release

    libf2c.lib

    BLAS.lib

    clapack.lib

    cblaswrap.lib

    f77blaswrap.lib

    tmglib.lib

    Win32 - Release no wrap

    BLAS_nowrap.lib

    clapack_nowrap.lib



    tmglib_nowrap.lib

    Win32 - Debug

    libf2cd.lib

    BLASd.lib

    clapackd.lib

    cblaswrapd.lib

    f77blaswrapd.lib

    tmglibd.lib

    Win32 - Debug no wrap

    BLASd_nowrap.lib

    clapackd_nowrap.lib



    tmglibd_nowrap.lib

    x64

    Configuration F2c Reference BLAS CLAPACK CBLASWRAP F77BLASWRAP TMGLIB
    x64 - Release

    libf2c.lib

    BLAS.lib

    clapack.lib

    cblaswrap.lib

    f77blaswrap.lib

    tmglib.lib

    x64 - Release no wrap

    BLAS_nowrap.lib

    clapack_nowrap.lib



    tmglib_nowrap.lib

    x64 - Debug

    libf2cd.lib

    BLASd.lib

    clapackd.lib

    cblaswrapd.lib

    f77blaswrapd.lib

    tmglibd.lib

    x64 - Debug no wrap

    BLASd_nowrap.lib

    clapackd_nowrap.lib



    tmglibd_nowrap.lib

    3、如何调用CLAPACK:
    前面,我们已经生成了CLAPACK的库文件了。那么如何在自己的程序中使用他们呢?
    其实很简单。你所需要的只有两部分:
    1)头文件
    头文件就是.h文件。存放在\INCLUDE中。在自己的工程里加入这个目录就行了。里面的文件最好不要作任何修改。程序中主要调用的头文件是clapack.h和f2c.h。

    2)库文件
    库文件就是我们前面编译生成的那些lib文件了。

    这里,我就以一个具体的调用实例详细地说明如何在VC中设置和使用CLAPACK。
    首先,VC中项目的设置方式是:
    项目的属性里。C/C++选项卡中,附加包含目录里添加\INCLUDE目录。
    连接器选项卡中。附加库目录里添加\LIB\Win32目录。然后附加依赖项添加libf2cd.lib BLASd.lib clapackd.lib tmglibd.lib。(根据不同的编译模式和个人需要以及系统需要选择库文件)

    另外,如果想在调试时能对库函数进行源码级调试。那么需要在VS的 工具--选项--项目和解决方案--VC++目录 中添加\SRC的目录。

    本文,我们将调用CLAPACK的一个函数dgesvd_()来学习使用的方法。

    注意: 包括此函数在内的所有的CLAPACK函数可以在\SRC下找到源代码,并在代码中有函数参数的说明信息。dgesvd_的代码文件就是dgesvd.c。

    dgesvd_的函数声明: 
    int dgesvd_(char *jobu, char *jobvt, integer *m, integer *n, 
    doublereal *a, integer *lda, doublereal *s, doublereal *u, integer *
    ldu, doublereal *vt, integer *ldvt, doublereal *work, integer *lwork, 
    integer *info)

    dgesvd_的功能是对一个实矩阵A进行SVD分解(singular value decomposition)。
    即 A = U * SIGMA * transpose(V)

    dgesvd.c文件里有详细地函数说明和参数说明。
        SIGMA is an M-by-N matrix which is zero except for its   
        min(m,n) diagonal elements, U is an M-by-M orthogonal matrix, and   
        V is an N-by-N orthogonal matrix. The diagonal elements of SIGMA   
        are the singular values of A; they are real and non-negative, and   
        are returned in descending order. The first min(m,n) columns of   
        U and V are the left and right singular vectors of A.  

        Note that the routine returns V**T, not V.   
        .........................................

    参数的具体说明也请参看这个文件的 Arguments部分

    代码:
    #include <stdio.h>
    #include <process.h>

    //因为程序是C++,而CLAPACK是f2c程序转换的C语言版本,所以在此处用extern关键字调用
    extern"C"
    {
    #include <f2c.h>
    #include <clapack.h>
    }

    #define SIZE 4

    int main()
    {
         char JOBU;
         char JOBVT;

         int i;

         //数据类型integer是fortran里的。这里在C++下可以使用的原因是f2c.h文件中已经作了定义
         integer M = SIZE;
         integer N = SIZE;
         integer LDA = M;
         integer LDU = M;
         integer LDVT = N;
         integer LWORK;
         integer INFO;
       
         integer mn = min( M, N );
        
         integer MN = max( M, N );
         
         double a[SIZE*SIZE] = { 16.0, 5.0, 9.0 , 4.0, 2.0, 11.0, 7.0 , 14.0, 3.0, 10.0, 6.0, 15.0, 13.0, 8.0, 12.0, 1.0};
         double s[SIZE];
         double wk[201];
         double uu[SIZE*SIZE];
         double vt[SIZE*SIZE];
         
           JOBU = 'A';
         
           JOBVT = 'A';
         
        LWORK = 201;
        
    /* Subroutine int dgesvd_(char *jobu, char *jobvt, integer *m, integer *n, 
            doublereal *a, integer *lda, doublereal *s, doublereal *u, integer *
            ldu, doublereal *vt, integer *ldvt, doublereal *work, integer *lwork, 
            integer *info)
    */
        dgesvd_( &JOBU, &JOBVT, &M, &N, a, &LDA, s, uu, &LDU, vt, &LDVT, wk, &LWORK, &INFO);
              
        printf("INFO=%d \n", INFO );         

        for ( i= 0; i< SIZE; i++ ) {
            printf("s[ %d ] = %f\n", i, s[ i ] );
        }

        system("pause");

        return 0;
    }    


    运算结果输出:
    INFO=0
    s[ 0 ] = 34.000000
    s[ 1 ] = 17.888544
    s[ 2 ] = 4.472136
    s[ 3 ] = 0.000000

    注意:这个例子中我们使用的库是clapackd.lib。
    libf2cd.lib BLASd.lib tmglibd.lib都没有用到。
    总之需要什么库就用什么库。关键点是一定要自己编译生成这些.lib文件来使用。不要用现成的,以免出错。

                                                                                     kaien

                                                                                  2009年2月6日

    错误:

    VS2008 编译clapack库,出错 :error C2375:"isatty":重定义? 

    原创区 2010-12-08 22:16:08 阅读77 评论0   字号: 订阅

    由于编译器默认选择:debug/release without wrap模式,如果在debug或release模式下编译就不会出错了。
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