[C++知识库] 基于VS2017的C++ && SuperLU混合编程

开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> C++知识库 -> 基于VS2017的C++ && SuperLU混合编程 -> 正文阅读

[C++知识库]基于VS2017的C++ && SuperLU混合编程

一、SuperLU介绍

SuperLU：是一个通用库，用于直接求解大型稀疏非对称线性方程组。该库是用C编写的，可以从C或Fortran程序调用。它使用MPI、OpenMP和CUDA来支持各种形式的并行性。它支持实数据类型和复杂数据类型、单精度和双精度以及64位整数索引。库例程使用部分旋转执行LU分解，三角系统通过正向和反向替换进行求解。LU分解例程可以处理非方矩阵，但三角解仅对方矩阵执行。矩阵列可以通过库或用户提供的例程进行预排序（分解前）。这种稀疏性的预排序完全独立于因式分解。为提高向后稳定性，提供了工作精度迭代求精子程序。还提供了使系统平衡、估计条件数、计算相对后向误差和估计精化解的误差界的例程。

官网下载SuperLU文件地址：http://crd-legacy.lbl.gov/~xiaoye/SuperLU/

二、生成SuperLU静态库文件

1、生成SuperLU.lib

2.1.1、新建项目

我已经下载了SuperLU相关文件到D:\other-systems\SUPERLU\SuperLU目录下
此处为了方便后期使用SuperLU库，项目命名为SuperLU。
在这里插入图片描述
新建项目之后将之前下好的D:\other-systems\SUPERLU\SuperLU\SRC 中的所有的.c文件添加到项目源文件文件夹中，所有的.h文件添加到项目头文件文件夹中。

2.1.2、配置属性

项目右键—>属性
在这里插入图片描述
工程的属性-> C/C+±>常规->附加包含目录中添加D:\other-systems\SUPERLU\SuperLU\SRC 文件夹路径

然后在工程右击 -> 属性 -> 配置属性 -> 常规-> 配置类型-> 选择静态库（.lib）单击确定。

或者在建立工程的时候选择直接创建静态库；
在这里插入图片描述

2.1.3、编译

在Debug模式调试编译无error后生成Release版本，直接编译会出现以下错误
在这里插入图片描述
原因是Visual C++ 2017 使用了更加安全的 run-time library routines 。新的Security CRT functions（就是那些带有“_s”后缀的函数），请参见：《CRT函数的安全增强的版本》
下面给出这个问题的解决方案：
方法一：将原来的旧函数替换成新的 Security CRT functions。
方法二：用以下方法屏蔽这个警告：
1. 在预编译头文件stdafx.h里（注意：一定要在没有include任何头文件之前）定义下面的宏：
#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE
2. 或声明 #pragma warning(disable:4996)
3. 更改预处理定义：
项目->属性->配置属性->C/C++ -> 预处理器 -> 预处理器定义，增加： _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE
在这里插入图片描述

做以上修改之后又出现以下错误
在这里插入图片描述
原因：
在VS2017创建项目时，会有一个勾选项，叫做“安全开发生命周期（SDL）检查”，这个东西是微软在VS2012新推出的东西，为了是能更好的监管开发者的代码安全，如果勾选上这一项，那么他将严格按照SDL的规则编译代码，会有一些以前常用的函数无法通过编译，比如在VS2010中的scanf是warning那么在VS2017中就是error了。
也就是在编译的时候，当SDL检查启用时，编译器会严格检测缓冲区的溢出，并且会在delete某个指针时，自动为这个指针定义一个非有效的值，防止在delete以后仍用到这个指针时出错。还有就是会在你定义一个对象时，自动为这个对象赋值零。
从这些功能来看，有些功能还是不错的，不但方便了程序员使用也增强了程序的健壮性，但是对老版本程序的兼容就会出现问题，以前程序中编译通过的内容也许在VS2012中就没有办法通过。
解决办法：
问题解决方法：
有一个选择打开和关闭SDL检查的位置就是：项目属性->配置属性->C/C+±>SDL检查，选测是或者否。
此时我们选择”否”，则上面的那个错误就不会出现了
在这里插入图片描述
再编译就不会出错了

此时我们改为生成Release版本编译

在Release文件下生成了SuperLU.lib

2、生成SuperLU.lib

2.2.1、新建项目

此处为了方便后期使用BLAS库，项目命名为BLAS。
由于SuperLU需要调用BLAS库中的一些函数，所以需要编译BLAS库。SuperLU官网上说BLAS库速度不快，推荐使用Intel MKL、ATLAS、GotoBLAS。为方便仅以SuperLU下载文件中附带的CBLAS文件夹下的BLAS为例编译，BLAS的编译与前者SuperLU类似。
1）新建工程（命名BLAS），将D:\other-systems\SUPERLU\SuperLU\CBLAS文件夹下的头文件和源文件添加到工程文件目录中，然后将工程属性改为静态库（.lib）。
在这里插入图片描述
2）将D:\other-systems\SUPERLU\SuperLU\CBLAS添加到项目 -> 属性 -> C/C++ -> 常规 -> 附加包含目录；
3）在Debug模式下调试编译，成功后生成Release版本。
编译过程中遇到以上问题的解决办法一样。

3、调用SuperLU.lib库

2.3.1、新建mySuperLU项目，并配置SuperLU库

（1）将路径 D:\other-systems\SUPERLU\SuperLU\SRC添加到项目属性 —> VC++目录 —>包含目录中，将之前编译好的SuperLU.lib（release文件夹下）和BLAS.lib（release文件夹下）复制到E:\programmer\mySuperLU\Debug文件夹下，没有的话可以新建，然后将E:\programmer\mySuperLU\Debug路径添加到项目属性 —> VC++目录 —>库目录中；
在这里插入图片描述
（2) 再把路径E:\programmer\SuperLU\Release(此路径下包含文件SuperLu.lib)和路径E:\programmer\SuperLU\Release(此路径下包含文件BLAS.lib)添加到项目属性 —> 链接器 —>常规—>附加库目录中；

（3）将SuperLU.lib和BLAS.lib添加到项目属性—>链接器—>输入—>附加依赖项—>编辑—>附加依赖项—>确定。
在这里插入图片描述

2.3.2、调用方法

代码来源于SuperLU Package.（新建mySuperLU.c文件）

#include "stdafx.h"
#include "slu_ddefs.h"
 
void main(int argc, char *argv[])
{
	/*
	* Purpose
	* =======
	*
	* This is the small 5x5 example used in the Sections 2 and 3 of the
	* Users' Guide to illustrate how to call a SuperLU routine, and the
	* matrix data structures used by SuperLU.
	*
	*/
	SuperMatrix A, L, U, B;
	double   *a, *rhs;
	double   s, u, p, e, r, l;
	int      *asub, *xa;
	int      *perm_r; /* row permutations from partial pivoting */
	int      *perm_c; /* column permutation vector */
	int      nrhs, info, i, m, n, nnz, permc_spec;
	superlu_options_t options;
	SuperLUStat_t stat;
 
	/* Initialize matrix A. */
	m = n = 5;
	nnz = 12;
	if (!(a = doubleMalloc(nnz))) ABORT("Malloc fails for a[].");
	if (!(asub = intMalloc(nnz))) ABORT("Malloc fails for asub[].");
	if (!(xa = intMalloc(n + 1))) ABORT("Malloc fails for xa[].");
	s = 19.0; u = 21.0; p = 16.0; e = 5.0; r = 18.0; l = 12.0;
	a[0] = s; a[1] = l; a[2] = l; a[3] = u; a[4] = l; a[5] = l;
	a[6] = u; a[7] = p; a[8] = u; a[9] = e; a[10] = u; a[11] = r;
	asub[0] = 0; asub[1] = 1; asub[2] = 4; asub[3] = 1;
	asub[4] = 2; asub[5] = 4; asub[6] = 0; asub[7] = 2;
	asub[8] = 0; asub[9] = 3; asub[10] = 3; asub[11] = 4;
	xa[0] = 0; xa[1] = 3; xa[2] = 6; xa[3] = 8; xa[4] = 10; xa[5] = 12;
 
	/* Create matrix A in the format expected by SuperLU. */
	dCreate_CompCol_Matrix(&A, m, n, nnz, a, asub, xa, SLU_NC, SLU_D, SLU_GE);
 
	/* Create right-hand side matrix B. */
	nrhs = 1;
	if (!(rhs = doubleMalloc(m * nrhs))) ABORT("Malloc fails for rhs[].");
	for (i = 0; i < m; ++i) rhs[i] = 1.0;
	dCreate_Dense_Matrix(&B, m, nrhs, rhs, m, SLU_DN, SLU_D, SLU_GE);
 
	if (!(perm_r = intMalloc(m))) ABORT("Malloc fails for perm_r[].");
	if (!(perm_c = intMalloc(n))) ABORT("Malloc fails for perm_c[].");
 
	/* Set the default input options. */
	set_default_options(&options);
	options.ColPerm = NATURAL;
 
	/* Initialize the statistics variables. */
	StatInit(&stat);
 
	/* Solve the linear system. */
	dgssv(&options, &A, perm_c, perm_r, &L, &U, &B, &stat, &info);
 
	dPrint_CompCol_Matrix("A", &A);
	dPrint_CompCol_Matrix("U", &U);
	dPrint_SuperNode_Matrix("L", &L);
	print_int_vec("\nperm_r", m, perm_r);
	dPrint_Dense_Matrix("B", &B);
 
	/* De-allocate storage */
	SUPERLU_FREE(rhs);
	SUPERLU_FREE(perm_r);
	SUPERLU_FREE(perm_c);
	Destroy_CompCol_Matrix(&A);
	Destroy_SuperMatrix_Store(&B);
	Destroy_SuperNode_Matrix(&L);
	Destroy_CompCol_Matrix(&U);
	StatFree(&stat);
 
	getchar();
}

VS2017C++ const char* 类型的实参与char *类型的形参不兼容解决办法
在这里插入图片描述
解决方法
法1 将结构体中定义的 char * 前面加上 "const"修饰
法2 在Visual Studio 2019右侧栏创建的项目上右击“项目名称”——>“属性”——>“C/C++”——>“语言”，将“符合模式”改为“否”即可。如下所示：
在这里插入图片描述
再编译则可以成功

参考链接：https://blog.csdn.net/Santorinisu/article/details/80275557
https://blog.csdn.net/jingmiaa/article/details/52344057
https://blog.csdn.net/gindar/article/details/8010794