LapackをC++で使う

Fortranで作られた Lapackライブラリの関数を C++ の プログラムから利用する具体例のメモです。
これらのメモではFortranの原始関数を呼ぶ C++の簡易関数を以下の点に注意して作成しています。

1. 簡易関数は任意サイズの正方行列を扱える template 関数とする。
2. 簡易関数はLapack関数が必要とする作業用変数をstaticに用意する。
3. 簡易関数は入力用変数を上書きしない。出力用変数は外から与える。
4. 簡易関数は行列をC言語形式で扱う。

LapackにはそれをC言語に翻訳した CLapack や、さらにそれを C++流に使えるようにした Lapack++ がありますが、 原本の Fortranの関数を以下で紹介するようにC++で呼び出すのが もっとも簡潔でしょう。

• 実行列の線形方程式を解く
  • 実一般行列 Aの方程式 A x =b を解く (dgesv)
  • 実帯行列 Aの方程式 A x =b を解く (dgbsv)
  • 実3重対角行列 Aの方程式 A x =b を解く (dgtsv)
  • 実対称行列 Aの方程式 A x =b を解く (dsysv)
• 複素行列の線形方程式を解く
  • 複素一般行列 Aの方程式 A x =b を解く (zgesv)
  • 複素帯行列 Aの方程式 A x =b を解く (zgbsv)
  • 複素3重対角行列 Aの方程式 A x =b を解く (zgtsv)
  • 複素エルミート行列 Aの方程式 A x =b を解く (zhesv)
• 実対称行列の固有値方程式を解く
  • 実対称行列 Hの固有値方程式 H x = Ex を解く (dsyev)
  • 実対称帯行列 Hの固有値方程式 H x = Ex を解く (dsbev)
  • 実対称3重対角行列 Hの固有値方程式 H x = Ex を解く (dstev)
  • 実対称行列 H,Sの一般化固有値方程式 H x = ESx を解く (dsygv)
• 複素エルミート行列の固有値方程式を解く
  • 複素エルミート行列 Hの固有値方程式 H x = Ex を解く (zheev)
  • 複素エルミート帯行列 Hの固有値方程式 H x = Ex を解く (zhbev)
  • 複素エルミート3重対角行列 Hの固有値方程式 H x = Ex を解く (zhtev)
  • 複素エルミート行列 H,Sの一般化固有値方程式 H x = ESx を解く (zhegv)
• これらのプログラムのMakefile
• これらのプログラムの全ソース

Lapackでの関数の命名法