C++矩陣運算庫armadillo配置筆記

前言

最近在用C++實現神經網絡模型，優化算法需要用到矩陣操作，一開始我用的是boost的ublas庫，但用着用着感覺很不習慣，接口不夠友好。於是上網搜索矩陣運算哪家強，大神們都推薦armadillo。一方面本着群眾的眼光是雪亮的這一原則，另一方面也想嘗嘗鮮（聽說和Matlab很類似，用着非常爽），就折騰了一下。
armadillo是一個開源的C++線性代數計算函數庫，目的是在效率和易用性之間取個折中。它的API風格類似Matlab，因此會用matlab的話，用起它來將十分得心應手。這個庫其實是對底層的矩陣運算庫（例如BLAS，LAPACK）的封裝，也就是說，這個庫本身的計算能力其實不強，但是這個庫可以配合開源的底層庫來使用，例如最基本的BLAS+LAPACK或者改進后的OpenBLAS,ACML還有強大的MKL。

在Eclipse中配置armadillo

1.打開"C/C++ General" 標簽下的"Paths and Symbols"，在Includes菜單下的language框里選擇GNU C++，點擊右邊的add按鈕，將D:\armadillo-6.300.2\include加入路徑

2.在Libraries標簽下加入BLAS和LAPACK的路徑 D:\armadillo-6.300.2\examples\lib_win64

3.在C/C++ Build->Settings下，選擇MinGW C++ Linker->Libraries，點擊add按鈕輸入lapack_win64_MT和blas_win64_MT

到D:\armadillo-6.300.2\include\armadillo_bits下，找到config.hpp，取消以下兩行的注釋

#define ARMA_USE_LAPACK 
#define ARMA_USE_BLAS

這里有一個問題，我寫了一個測試程序，矩陣點乘、加減法能正常輸出，但是矩陣乘積、行列式、求逆就沒有輸出，估計是哪里崩潰了。 接着我想着換別的Blas庫會不會就行了呢，於是參照網上的方法，到http://icl.cs.utk.edu/lapack-for-windows/clapack/index.html 下載blas.lib，libf2c.lib，lapack.lib三個庫放到lib目錄（我在D:\armadillo-6.300.2下新建了一個lib目錄），並將它們按照剛才的步驟加入到PATH。編譯發生了錯誤：

ld.exe: skipping incompatible D:\armadillo-6.300.2\lib/lapack.lib when searching for -llapack
skipping incompatible D:\armadillo-6.300.2\lib/lapack.lib when searching for -llapack
skipping incompatible D:\armadillo-6.300.2\lib\lapack.lib when searching for -llapack

StackOverFlow上的說法是，這是因為用64位編譯器和32位的lib文件鏈接導致的。后面又陸陸續續試了很多辦法，都沒解決程序崩潰的問題，不想浪費時間就放棄了。

armadillo+openblas配置

網上看了一些教程，寫的很復雜，經過一番折騰，發現在windows下配置不用那么費勁。首先我們要去OpenBlas官網下載一個最新版的openblas庫，64位系統下載OpenBLAS-v0.2.15-Win64-int32.zip，32位系統下載OpenBLAS-v0.2.15-Win32.zip。下載完后解壓，接着打開"C/C++ General" 標簽下的"Paths and Symbols"，在Library Path框里點擊add，加入Openblas的lib目錄路徑，同時把libopenblas.dll放到C:/Windows/System32下（或者可執行文件所在的目錄），然后在C/C++ Build->Settings下，選擇MinGW C++ Linker->Libraries，點擊add按鈕輸入openblas就完成配置了。

接下來我們寫一個程序來測試一下：

#include <iostream>
#include <armadillo>
using namespace std;
using namespace arma;

int main() {
	mat A = randu<mat>(5,10);
	mat C = randu<mat>(10,5);
	mat U = A * C;
	U.print("U:");
	mat V = inv(U);
	V.print("V:");
	double D = det(U);
	cout<<"det(U)="<<D<<endl;
	return 0;
}