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。

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

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；

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

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

做以上修改之后又出现以下错误

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

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）。

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；

（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。

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

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：

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