Armadillo

简介

Armadillo是目前使用比较广的C++矩阵运算库之一,是在C++下使用Matlab方式操作矩阵很好的选择,许多matlab的矩阵操作函数都可以找到对应,这对习惯了matlab的人来说实在是非常方便。他们之间的接口调用方式非常相似。

Armadillo使用说明

思源一号上的Armadillo

  1. 先创建一个目录armadillotest并进入该目录:

mkdir armadillotest
cd armadillotest
  1. 在该目录下创建如下测试文件armadillotest.cpp:

// 对矩阵A进行PLU分解,其中P为置换矩阵,PA=LU

#include <random>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <armadillo>

using namespace arma;

int main()
{
    int N = 5;
    arma::mat A = zeros<mat>(N, N);
    for (size_t i = 0; i < N; i++)
    {
        A(i, i) = i + 1.1;
        if (i != N - 1)
        {
            A(i, i + 1) = i + 4.4;
            A(i + 1, i) = i + 3.3;
        }
        if (i != N - 1 && i != N - 2)
        {
            A(i + 2, i) = i + 3.3;
        }
    }

    // 定义一个permutation matrix对象p
    arma::mat P;
    arma::mat L;
    arma::mat U;

    // 使用Armadillo的lu函数进行LU分解
    struct timespec start1, end1;
    double duration1;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start1);

    arma::lu(L, U, P, A);

    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &end1);
    duration1 = (end1.tv_sec - start1.tv_sec) + (end1.tv_nsec - start1.tv_nsec) / 1000000000.0;
    printf("The time is %lf microseconds\n", duration1 * 1000);

    std::cout << "A:\n"
              << A << std::endl;
    std::cout << "P:\n"
              << P << std::endl;
    std::cout << "L:\n"
              << L << std::endl;
    std::cout << "U:\n"
              << U << std::endl;
    std::cout << "L*U:\n"
              << L * U << std::endl;
    std::cout << "P*A:\n"
              << P * A << std::endl;

    return 0;
}
  1. 在该目录下创建如下作业提交脚本armadillotest.slurm:

#!/bin/bash

#SBATCH --job-name=armadillotest
#SBATCH --partition=64c512g
#SBATCH --ntasks-per-node=1
#SBATCH -n 1
#SBATCH --output=%j.out
#SBATCH --error=%j.err

ulimit -s unlimited
ulimit -l unlimited

module load armadillo/10.5.0-gcc-11.2.0-openblas
module load gcc/11.2.0

g++  armadillotest.cpp  -larmadillo -o armadillotest

./armadillotest
  1. 使用如下命令提交作业:

sbatch armadillotest.slurm
  1. 作业完成后在.out文件中可看到如下结果:

The time is 0.094627 microseconds
A:
   1.1000   4.4000        0        0        0
   3.3000   2.1000   5.4000        0        0
   3.3000   4.3000   3.1000   6.4000        0
        0   4.3000   5.3000   4.1000   7.4000
        0        0   5.3000   6.3000   5.1000

P:
        0   1.0000        0        0        0
        0        0        0   1.0000        0
   1.0000        0        0        0        0
        0        0   1.0000        0        0
        0        0        0        0   1.0000

L:
   1.0000        0        0        0        0
        0   1.0000        0        0        0
   0.3333   0.8605   1.0000        0        0
   1.0000   0.5116   0.7879   1.0000        0
        0        0  -0.8333   0.4745   1.0000

U:
   3.3000   2.1000   5.4000        0        0
        0   4.3000   5.3000   4.1000   7.4000
        0        0  -6.3605  -3.5279  -6.3674
        0        0        0   7.0821   1.2311
        0        0        0        0  -0.7899

L*U:
   3.3000   2.1000   5.4000        0        0
        0   4.3000   5.3000   4.1000   7.4000
   1.1000   4.4000        0        0        0
   3.3000   4.3000   3.1000   6.4000        0
        0        0   5.3000   6.3000   5.1000

P*A:
   3.3000   2.1000   5.4000        0        0
        0   4.3000   5.3000   4.1000   7.4000
   1.1000   4.4000        0        0        0
   3.3000   4.3000   3.1000   6.4000        0
        0        0   5.3000   6.3000   5.1000

参考资料


最后更新: 2024 年 11 月 14 日