CLAPACK的安装与简单使用

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。 LAPACK 是用 Fortran 写的，为了方便 C/C++ 程序的使用，就有了 LAPACK 的 C 接口库 CLAPACK 。 LAPACK 的主页是 http://www.netlib.org/lapack/ ， CLAPACK 则在 http://www.netlib.org/clapack/ 。

 

安装 CLAPACK 首先自从其主页上下载 CLAPACK 包 http://www.netlib.org/clapack/clapack.tgz ，解压。在其目录下的 INSTALL 目录中有 make.inc 的范本文件，比如在 linux 下就是 make.inc.LINUX ，将这个文件拷到 CLAPACK 目录下并改名为 make.inc ，并修改此文件中的相应参数，如果需要的话。 CLAPACK 需要 F2CLIBS 的 libI77.a 和 libF77.a ，一个 tmglib 和 blas ，这几个库都包含在了 CLAPACK 的安装包中，但是 blas 可以选用其他优化过的版本以得到更好的性能。在此我们使用 CLAPACK 中的 blas 。

 

首先编译 F2CLIBS ，用于将 fortran 转换为 c 语言，在 CLAPACK 目录下， make f2clib ，在

CLAPACK/F2CLIBS 下就会生成 libI77.a 和 libF77.a 。

编译 tmglib ， 在 CLAPACK 目录下， make tmglib ，会生成 CLAPACK/tmglib_LINUX.a 。

编译 blas ， 在 CLAPACK 目录下， make blaslib ，会生成 CLAPACK/blas_LINUX.a 。

最后是编译 CLAPACK ， make ，会生成 CLAPACK/lapack_LINUX.a

 

CLAPACK 下的 clapack.h 就是所需要的头文件，除此之外还需要的一个头文件是 F2CLIBS/f2c.h 。

 

现在就通过使用 CLAPACK 中的一个函数 sgesv_ 解线性方程组来学习一下使用的方法。

 

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

 

int sgesv_(integer *n, integer *nrhs, real *a, integer *lda, integer *ipiv, real *b, integer *ldb, integer *info)

 

sgesv_ 的功能是使用 LU 分解法解线性方程组 AX=B ，其中 A 是一个 n*n 的方阵。

 

integer *n, 方程的个数，也就是 A 的行数和列数

integer *nrhs, B 的列数

real *a, 存储矩阵 A 数据的一维数组，在 fortran 中，数组是列主序存储，在此 a 中的二维数据也必须是列主序

integer *lda, 等于 n

integer *ipiv, 一个输出数据数组，数组大小是 n ，具体什么功能不太明白，但是似乎不影响最后结果，谁明白请告诉我

real *b, 存储矩阵 B 数据的一维数组，在 fortran 中，数组是列主序存储，在此 b 中的二维数据也必须是列主序

integer *ldb, 等于 n

integer *info, 输出参数，如果返回此参数为 0 ，表示函数正常退出，否则表示出错

 

在此，我用了高教同济大学版线性代数第二版 106 页， 2 题 (1) 的数据。

 

A:

4,2, － 1

3, － 1,2

11,0,3

 

B:

2

10

8

 

代码：

#include

using namespace std;

#include

// 因为程序是 C++ ，而 CLAPACK 是 C 语言写的，所以在此处用 extern 关键字

extern "C"

{

 

    #include

}

int main( void ) {

   

    integer M=3 ;

    integer N=1;

   

    real a[9]={4,3,11,2,-1,0,-1,2,3};

    real b[3]={2,10,8};

 

    integer lda;

    integer ldb;

 

    integer INFO;

 

    lda=M;

    ldb=M;

   

    integer ipiv[M];

   

    sgesv_(&M, &N, a, &lda,ipiv, b, &ldb, &INFO);

   

    if (INFO==0)

    {

       for ( int i=0;i

       {     

           cout< endl ;

       }     

    }

    else

    {

       cout<< "Failed." << endl ;

    }  

   

    return EXIT_SUCCESS;

}

 

程序编译链接的时候， lapack_LINUX.a ， tmglib_LINUX.a ， blas_LINUX.a ， libF77.a ， libI77.a 这几个库文件都需要链接进去。

 

运算结果：

-14

56

54