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我正在尝试使用 LAPACK 求解一个简单的线性方程组。我使用针对带状矩阵优化的 dbsvg 方法。我观察到一个非常奇怪的行为。当我以这种方式填充 AT 矩阵时：

for(i=0; i<DIM;i++) AB[0][i] = -1;
for(i=0; i<DIM;i++) AB[1][i] = 2;
for(i=0; i<DIM;i++) AB[2][i] = -1;
for(i=0; i<3; i++)
    for(j=0;j<DIM;j++) {
        AT[i*DIM+j]=AB[i][j];
    }

并调用：

dgbsv_(&N, &KL, &KU, &NRHS, AT, &LDAB, myIpiv, x, &LDB, &INFO);

它完美地工作。但是，当我这样做时：

for(i=0; i<DIM;i++) AT[i] = -1;
for(i=0; i<DIM;i++) AT[DIM+i] = 2;
for(i=0; i<DIM;i++) AT[2*DIM+i] = -1;

结果是一个用 NaN 填充的向量。以下是声明：

double AB[3][DIM], AT[3*DIM];
double x[DIM];
int myIpiv[DIM];
int N=DIM, KL=1, KU=1, NRHS=1, LDAB=DIM, LDB=DIM, INFO;

有任何想法吗？

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您没有正确布置带存储中的条目；它以前是偶然发生的。LAPACK 文档说：

    On entry, the matrix A in band storage, in rows KL+1 to
    2*KL+KU+1; rows 1 to KL of the array need not be set.
    The j-th column of A is stored in the j-th column of the
    array AB as follows:
    AB(KL+KU+1+i-j,j) = A(i,j) for max(1,j-KU)<=i<=min(N,j+KL)
    On exit, details of the factorization: U is stored as an
    upper triangular band matrix with KL+KU superdiagonals in
    rows 1 to KL+KU+1, and the multipliers used during the
    factorization are stored in rows KL+KU+2 to 2*KL+KU+1.
    See below for further details.

因此，如果您想要一个对角线为 2，上下为 -1 的三对角矩阵，则布局应为：

 *  *  *  *  *  *  *  ...  *  *  *  *
 * -1 -1 -1 -1 -1 -1  ... -1 -1 -1 -1
 2  2  2  2  2  2  2  ...  2  2  2  2
-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1  ... -1 -1 -1  *

在这种情况下，LDAB 应该是 4。请记住，LAPACK 使用列优先布局，因此实际数组在内存中应该如下所示：

{ *, *, 2.0, -1.0, *, -1.0, 2.0, -1.0, *, -1.0, 2.0, -1.0, ... }

dgbsv为两个相同的数组给出了不同的结果，因为它正在读取您布置的数组的末端。

于 2010-01-23T00:17:28.650 回答
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这是您使用的确切代码还是只是一个示例？我在这里运行了这段代码（只是从你的帖子中剪切和粘贴，在第二个循环中将 AT 更改为 AT2：

const int DIM=10;
double AB[DIM][DIM], AT[3*DIM], AT2[3*DIM];
int i,j;

for(i=0; i<DIM;i++) AB[0][i] = -1;
for(i=0; i<DIM;i++) AB[1][i] = 2;
for(i=0; i<DIM;i++) AB[2][i] = -1;
for(i=0; i<3; i++)
        for(j=0;j<DIM;j++) {
                AT[i*DIM+j]=AB[i][j];
        }
printf("AT:");
for (i=0;i<3*DIM;++i) printf("%lf ",AT[i]);
printf("\n\n");
for(i=0; i<DIM;i++) AT2[i] = -1;
for(i=0; i<DIM;i++) AT2[DIM+i] = 2;
for(i=0; i<DIM;i++) AT2[2*DIM+i] = -1;
printf("AT2:");
for (i=0;i<3*DIM;++i) printf("%lf ",AT2[i]);
printf("\n\n");
printf("Diff:");
for (i=0;i<3*DIM;++i) printf("%lf ",AT[i]-AT2[i]);
printf("\n\n");

并得到了这个输出

AT：-1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.0000 00 -1.000000 -1.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.0 00000 2.000000 2.000000 2.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.0000 00 -1.000000 -1.000000 - 1.000000 -1.000000 -1.000000

AT2：-1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000 000 -1.000000 -1.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2.000000 2. 000000 2.000000 2.000000 2.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000 000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000 -1.000000

差异：0.0000000000 0.000000000000 0.000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0 0.000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0.00000000000000000000000000000000

显然 AT 和 AT2 是相同的。这是我所期望的。

于 2010-01-22T23:23:28.157 回答