MKL学习——基本操作C++实现

06391249

前言

前面介绍了各种向量-向量，矩阵-向量，矩阵-矩阵的函数简介。根据自身目前状况，主要使用实数域的操作，也就是说关注单精度float类型的s和双精度double类型的d。还有就是用的基本都是全矩阵，没有经过压缩，也不是对称、三角、带状的某一种情况。所以主要还是总结一般的乘法、加法操作。

【注】代码都以单精度float的情况书写，主要流程要记住，使用mkl_malloc申请内存，使用mkl_free释放内存。n年没用过C++了，凑合看看吧。

学MKL的肯定对编程有一定程度了解，智能提示是一个很好的工具，在VS中，输入cblas_s以后，会自动补全所有的单精度操作函数，那么根据常规经验，就能判断出它到底用于做什么以及需要的参数；比如提示axpby意思就是a*x加b*y。还有就是函数有两种，一种是有返回值，一种无返回值，怎么办，只能提示看函数的声明是void还是float或者是double类型即可。

向量-向量

加法

运算

y=a∗x+b∗y

y=a*x+b*y

代码


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
int main()
{
    float *A, *B;//两个向量
    int a=1, b=1;//标量
    int n = 5;//向量大小
    A = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    printf("The 1st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        A[i] = i;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    printf("The 2st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        B[i] =i+1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    //计算a*A+b*B
    cblas_saxpby(n, a, A, 1, b, B, 1);
    printf("The a*A+b*B is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    getchar();
    return 0;
}

结果

The 1st vector is  0 1 2 3 4
The 2st vector is  1 2 3 4 5
The a*A+b*B is  1 3 5 7 9

乘法

运算：向量点乘

代码：

//乘法
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <mkl.h>

int main()
{
    float *A, *B;//两个向量
    int a = 1, b = 1;//标量
    int n = 5;//向量大小
    float res;
    A = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    printf("The 1st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        A[i] = i;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    printf("The 2st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        B[i] = i + 1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    //乘法:对应元素乘积的加和
    res=cblas_sdot(n, A, 1, B, 1);
    printf("点乘结果： %2.0f",res);
    printf("\\n");
    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    getchar();
    return 0;
}

结果：

The 1st vector is  0 1 2 3 4
The 2st vector is  1 2 3 4 5
点乘结果： 40

二范数

运算：二范数或者欧几里得范数，是所有元素平方和开根号

代码

//计算向量二范数
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
void main()
{
    float *A;
    int n = 5;
    float res;
    A = (float *)mkl_malloc(n*sizeof(float), 64);
    printf("The original vector：\\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        A[i] = i + 1;
        printf("%2.0f ", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    res = cblas_snrm2(n, A, 1);//计算二范数
    printf("The norm2 of vector is:%2.6f", res);
    mkl_free(A);
    getchar();
}

结果：

The original vector：
 1  2  3  4  5
The norm2 of vector is:7.416198

旋转

运算：将空间中一个点，绕原点旋转的角度

代码：以二维坐标点

(2,0)
(2,0)绕原点旋转45°为例。代码有点问题，一释放内存就出错，具体原因是对两个向量开辟空间以后又让它们指向了别的地址，造成了开辟空间无用。所以调用Cblas函数，可以直接把指向数组的指针丢进去。暂时先这样理解吧，等把C++复习一遍再来看看分析的对不对。

//旋转，以二维空间中的一个点(2，0)绕原点旋转45°
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
#include<math.h>
#define M_PI 3.14159265358979323846

int main()
{
    float *A, *B;//A是坐标点，B是旋转矩阵
    float point1[] = { 2 };//旋转点x坐标
    float point2[] = { 0 };//旋转点y坐标
    float rotpoint[] = { cos(45.0*M_PI / 180), sin(45.0*M_PI / 180) };
    //A = (float *)mkl_malloc(1 * sizeof(float), 64);
    //B = (float *)mkl_malloc(1 * sizeof(float), 64);
    A = point1;
    B = point2;
    printf("The point is (%2.0f,%2.0f)",point1[0],point2[0]);
    printf("\\n");
    //计算旋转后的点
    cblas_srot(1, A, 1, B, 1, rotpoint[0], rotpoint[1]);
    printf("The rotated is (%2.6f,%2.6f)", A[0], B[0]);
    printf("\\n");
    //mkl_free(A);
    //mkl_free(B);
    getchar();
    return 0;
}

结果：还是比较正确的

The point is ( 2, 0)
The rotated is (1.414214,-1.414214)

缩放

运算

x=a∗x

x=a*x

代码

//计算向量缩放
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
void main()
{
    float *A;
    int n = 5;
    float scal=0.1;
    A = (float *)mkl_malloc(n*sizeof(float), 64);
    printf("The original vector：\\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        A[i] = i + 1;
        printf("%2.0f ", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    cblas_sscal(n, scal, A, 1);//缩放
    printf("The scaled vector：\\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%2.1f ", A[i]);
    }
    mkl_free(A);
    getchar();
}

结果

The original vector：
 1  2  3  4  5
The scaled vector：
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

交换

运算：交换两个向量

代码

//交换
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>

int main()
{
    float *A, *B;//两个向量
    int a = 1, b = 1;//标量
    int n = 5;//向量大小
    A = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    printf("The 1st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        A[i] = i;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    printf("The 2st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        B[i] = i + 1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    //交换AB
    cblas_sswap(n, A, 1, B, 1);
    printf("The 1st swapped vctor is");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    printf("The 2st swapped vctor is");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    getchar();
    return 0;
}

结果

The 1st vector is  0 1 2 3 4
The 2st vector is  1 2 3 4 5
The 1st swapped vctor is 1 2 3 4 5
The 2st swapped vctor is 0 1 2 3 4

最值

运算：求最大最小值

代码

//求最大最小值
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<mkl.h>
void main()
{
    float *A;//向量
    int n = 5;//向量大小
    int max, min;
    A = (float *)mkl_malloc(n * 1 * sizeof(float), 64);
    printf("The 1st vector is ");
    for (int i = 0; i < n; i++){
        A[i] = i;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    //计算最值位置
    max=cblas_isamax(n, A, 1);
    min = cblas_isamin(n, A, 1);
    printf("The max value is %2.0f, position is %d\\n", A[max], max + 1);
    printf("The min value is %2.0f, position is %d\\n", A[min], min + 1);
    mkl_free(A);
    getchar();
}

结果

The 1st vector is  0 1 2 3 4
The max value is  4, position is 5
The min value is  0, position is 1

矩阵-向量

乘法1

运算:

y:=α∗A∗x+β∗y

y := \\alpha*A*x + \\beta*y

代码

//矩阵-向量乘积
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
int main()
{
    float *A, *B,*C;//A是矩阵，B是向量,C是向量
    int m = 2;//矩阵行数
    int n = 5;//向量维度，矩阵列数
    int a = 1, b = 1;//缩放因子

    A = (float *)mkl_malloc(m*n*sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(n*sizeof(float), 64);
    C = (float *)mkl_malloc(m*sizeof(float), 64);
    //赋值,按行存储?
    printf("数组为\\n");
    for (int i = 0; i < m*n; i++){
        if (i%n == 0 && i != 0)
            printf("\\n");

        A[i] = i;
        printf("%2.0f",A[i]);
    }   
    printf("\\n");
    printf("向量为\\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        B[i] = i + 1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    for (int i = 0; i < m*n; i++)
        C[i] = 0;
    //2*5的矩阵与5*1的向量相乘
    cblas_sgemv(CblasRowMajor, CblasNoTrans, m, n, a, A, n, B, 1, b, C, 1);

    printf("矩阵-向量乘法结果\\n");
    for (int i = 0; i < m; i++){
        printf("%2.0f ", C[i]);
    }
    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    mkl_free(C);
    getchar();
    return 0;
}

结果

数组为
 0 1 2 3 4
 5 6 7 8 9
向量为
 1 2 3 4 5
矩阵-向量乘法结果
40 115

乘法2

运算

A:=α∗x∗y′+A,

A := \\alpha*x*y\’+ A,

代码

//矩阵-向量乘积
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
int main()
{
    float *A, *B, *C;//A是矩阵，B是向量
    int m=2,n = 5;//B,C向量维度
    int a = 1;//缩放因子

    A = (float *)mkl_malloc(m*n*sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(m*sizeof(float), 64);
    C = (float *)mkl_malloc(n*sizeof(float), 64);
    //赋值,按行存储?
    printf("数组为\\n");
    for (int i = 0; i < m*n; i++){
        if (i%n == 0 && i != 0)
            printf("\\n");

        A[i] = 1;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");
    printf("向量1为\\n");
    for (int i = 0; i < m; i++)
    {
        B[i] = i + 1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");
    printf("向量2为\\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        C[i] = i+2;
        printf("%2.0f", C[i]);
    }
    printf("\\n");
    //5*1向量乘以1*5向量，加上5*5矩阵
    cblas_sger(CblasRowMajor, m, n, a, B, 1, C, 1, A, n);

    printf("向量-向量相乘+矩阵的结果\\n");
    for (int i = 0; i < m*n; i++){
        if (i%n == 0 && i != 0)
            printf("\\n");

        printf("%2.0f ", A[i]);
    }
    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    mkl_free(C);
    getchar();
    return 0;
}

结果

数组为
 1 1 1 1 1
 1 1 1 1 1
向量1为
 1 2
向量2为
 2 3 4 5 6
向量-向量相乘+矩阵的结果
 3  4  5  6  7
 5  7  9 11 13

矩阵-矩阵

乘法1

运算

C:=α∗op(A)∗op(B)+β∗C,

C := \\alpha*op(A)*op(B) + \\beta*C,

代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
int main()
{
    float *A, *B, *C;
    int m = 2, n = 3, k = 2;//A维度2*3,B维度2*3(计算时候转置),C维度2*2
    int a = 1, b = 1;//缩放因子
    A = (float *)mkl_malloc(m*n*sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(n*k*sizeof(float), 64);
    C = (float *)mkl_malloc(m*k*sizeof(float), 64);

    printf("矩阵1为\\n");
    for (int i = 0; i < m*n; i++)
    {
        if (i != 0 && i%n == 0)
            printf("\\n");
        A[i] = i + 1;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");

    printf("矩阵2为\\n");
    for (int i = 0; i < n*k; i++)
    {
        if (i != 0 && i%k == 0)
            printf("\\n");
        B[i] = 1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");

    printf("矩阵3为\\n");
    for (int i = 0; i < m*k; i++)
    {
        if (i != 0 && i%k == 0)
            printf("\\n");
        C[i] = i;
        printf("%2.0f", C[i]);
    }
    printf("\\n");

    printf("结果矩阵\\n");
    cblas_sgemm(CblasRowMajor, CblasNoTrans, CblasNoTrans, m, k, n, a, A, n, B, k, b, C, k);//注意mkn的顺序☆
    for (int i = 0; i < m*k; i++)
    {
        if (i != 0 && i%k == 0)
            printf("\\n");
        printf("%2.0f", C[i]);
    }
    printf("\\n");

    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    mkl_free(C);
    getchar();
    return 0;
}

结果

矩阵1为
 1 2 3
 4 5 6
矩阵2为
 1 1
 1 1
 1 1
矩阵3为
 0 1
 2 3
结果矩阵
 6 7
1718

乘法2

依旧是上述的功能，此处尝试一下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<mkl.h>
int main()
{
    float *A, *B, *C;
    int m = 2, n = 3, k = 2;//A维度2*3,B维度2*3(计算时候转置),C维度2*2
    int a = 1, b = 1;//缩放因子
    A = (float *)mkl_malloc(m*n*sizeof(float), 64);
    B = (float *)mkl_malloc(k*n*sizeof(float), 64);
    C = (float *)mkl_malloc(m*k*sizeof(float), 64);

    printf("矩阵1为\\n");
    for (int i = 0; i < m*n; i++)
    {
        if (i != 0 && i%n == 0)
            printf("\\n");
        A[i] = i + 1;
        printf("%2.0f", A[i]);
    }
    printf("\\n");

    printf("矩阵2为\\n");
    for (int i = 0; i < k*n; i++)
    {
        if (i != 0 && i%n == 0)
            printf("\\n");
        B[i] = 1;
        printf("%2.0f", B[i]);
    }
    printf("\\n");

    printf("矩阵3为\\n");
    for (int i = 0; i < m*k; i++)
    {
        if (i != 0 && i%k == 0)
            printf("\\n");
        C[i] = i;
        printf("%2.0f", C[i]);
    }
    printf("\\n");

    printf("结果矩阵\\n");

    cblas_sgemm(CblasRowMajor, CblasNoTrans, CblasTrans, m, k, n, a, A, n, B, n, b, C, k);//注意mkn的顺序☆
    for (int i = 0; i < m*k; i++)
    {
        if (i != 0 && i%k == 0)
            printf("\\n");
        printf("%2.0f", C[i]);
    }
    printf("\\n");

    mkl_free(A);
    mkl_free(B);
    mkl_free(C);
    getchar();
    return 0;

}

结果

矩阵1为
 1 2 3
 4 5 6
矩阵2为
 1 1 1
 1 1 1
矩阵3为
 0 1
 2 3
结果矩阵
 6 7
1718

注意点

最主要的是记住参数顺序，首先是矩阵

op(A)
op(A)和的C行数，

op
op代表操作，乘法2中的

op
op就是转置；然后是矩阵

op(B)
op(B)和

C
C的列数；随后才是op(A)op(A)的列数和

op(B)
op(B)的行数。对于乘法2中的第二个矩阵，也就是

B
<script type="math/tex" id="MathJax-Element-399">B</script>矩阵，虽然转置了，但是还是以不转置时候，以行存储方式的引导维度，也就是列数为输入参数。
而且丢入函数的参数，并不一定是mkl_malloc开辟的空间，也可以是其它数组，用指针指向数组地址，然后丢到函数就行了。
奉上code（vs2013）: MKL -C++基本操作

© 版权声明
文章版权归作者所有，未经允许请勿转载。
THE END
综合
# 数学库MKL学习
喜欢就支持一下吧
点赞249 分享
风翼冰舟的头像-卡核
MKL学习——矩阵矩阵操作-卡核
MKL学习——矩阵矩阵操作
MKL学习——矩阵矩阵操作
10个月前 9900
MKL学习——向量操作-卡核
MKL学习——向量操作
MKL学习——向量操作
10个月前 9675
MKL学习——数学运算库安装调试-卡核
MKL学习——数学运算库安装调试
MKL学习——数学运算库安装调试
10个月前 6597
MKL学习——矩阵向量操作-卡核
MKL学习——矩阵向量操作
MKL学习——矩阵向量操作
10个月前 6344
MKL学习——线性代数概念相关-卡核
MKL学习——线性代数概念相关
MKL学习——线性代数概念相关
10个月前 6250
MKL学习——功能简介-卡核
MKL学习——功能简介
MKL学习——功能简介
10个月前 6242
相关推荐
卡核知识库-卡核
卡核知识库
卡核知识库
1个月前 4.2W+
卡核推荐书籍-工业内核开发从初级到骨灰级 持续更新中-卡核
卡核推荐书籍-工业内核开发从初级到骨灰级 持续更新中
卡核推荐书籍-工业内核开发从初级到骨灰级 持续更新中
1年前 4W+
使用chatGPT,我做了一些好玩的功能，内附免费使用chatGPT网址。-卡核
使用chatGPT,我做了一些好玩的功能，内附免费使用chatGPT网址。
使用chatGPT,我做了一些好玩的功能，内附免费使用chatGPT网址。
1个月前 4W+
Radioss干货丨一次冲击不够爽，连续加载考虑一下吗？-卡核
Radioss干货丨一次冲击不够爽，连续加载考虑一下吗？
Radioss干货丨一次冲击不够爽，连续加载考虑一下吗？
11个月前 3.8W+
【直播录制】基于 Open Cascade 的开发培训-卡核
【直播录制】基于 Open Cascade 的开发培训
【直播录制】基于 Open Cascade 的开发培训
10个月前 3.6W+
卡核推荐视频-关于工业软件的那些事儿 持续更新中-卡核
卡核推荐视频-关于工业软件的那些事儿 持续更新中
卡核推荐视频-关于工业软件的那些事儿 持续更新中
1年前 3.2W+
评论 抢沙发
头像
欢迎您留下宝贵的见解！
提交
头像

昵称

取消
昵称

请填写用户信息：

  • 昵称(必填)
  • 邮箱(必填)
表情
[aoman][baiyan][bishi][bizui][cahan][ciya][dabing][daku][deyi][doge][fadai][fanu][fendou][ganga][guzhang][haixiu][hanxiao][zuohengheng][zhuakuang][zhouma][zhemo][zhayanjian][zaijian][yun][youhengheng][yiwen][yinxian][xu][xieyanxiao][xiaoku][xiaojiujie][xia][wunai][wozuimei][weixiao][weiqu][tuosai][tu][touxiao][tiaopi][shui][se][saorao][qiudale][se][qinqin][qiaoda][piezui][penxue][nanguo][liulei][liuhan][lenghan][leiben][kun][kuaikule][ku][koubi][kelian][keai][jingya][jingxi][jingkong][jie][huaixiao][haqian][aini][OK][qiang][quantou][shengli][woshou][gouyin][baoquan][aixin][bangbangtang][xiaoyanger][xigua][hexie][pijiu][lanqiu][juhua][hecai][haobang][caidao][baojin][chi][dan][kulou][shuai][shouqiang][yangtuo][youling]
代码

请输入代码：

确认
图片

    暂无评论内容