C++科學計算庫－gsl

很有可能某一天，在程序裏面你會需要用到一些函數，比如 Γ 函數，β 函數，還有普通的對數吖之類的，你會想到什麼，不會是＃i nclude <math.h>吧？計算機科學發展了這麼多年，已經有了許許多多優秀的科學計算的函數庫，涵蓋了各種方面，你所要做的，就是導入它們，把參數代入，然後等待結果，呵呵。忘掉那個又大，又慢，又難看，又難操作的MatLab吧（軟件要是都象工程或者科學軟件那樣來開發，也就是隻講功能，根本不管不顧使用者的習慣或者難受程度，計算機行業早就倒閉了……）

    下面的文字默認你已經熟練掌握了各種C++編譯器尤其是MinGW的命令行編譯，當然，如果你bs windows並且在linux下面編譯大規模源代碼得心應手，那……

    目前號稱有三大庫支持科學計算，它們是GNU的gsl，blitz++以及MTL，我們這裏要使用GNU的gsl來做科學計算gsl可以在http://www.gnu.org下載，不過不是bin發佈，還要自己編譯，而且對windows的支持不好。

    我們可以在這裏得到可以在MingW下面用的Lib版本的gsl，它是：
http://gnuwin32.sourceforge.net/packages/gsl.htm

這裏下載兩個文件就可以支持windows下的編程，分別是gsl-1.8-bin.zip和gsl-1.8-dev.zip（版本號今後可能會變），bin裏面提供了dll，dev裏面提供了頭文件和lib（這裏只有.a格式的lib，所以不支持VC只支持MingW），把頭文件複製到MingW的include目錄裏面去，把lib（兩個.a文件：libgsl.a和libgslcblas.a）放到你的源代碼的同一個目錄下面，然後就可以在程序裏面調用gsl的函數了！

下面是例子

＃i nclude <iostream>
＃i nclude <gsl/gsl_sf.h>

int main()
{
 std::cout << gsl_sf_gamma_inc( 1.5, 0.5 ) << std::endl;
 std::cout << gsl_sf_gamma_inc_Q( 1.5, 0.5 ) << std::endl;
 std::cout << gsl_sf_gamma_inc_P( 1.5, 0.5 ) << std::endl;
}

如果想要在VC編譯器下面用gsl，也可以到這裏下載lib庫文件
http://www6.in.tum.de/~kiss/WinGsl.htm

WinGsl
Windows vesrsion of the GNU Scientific Library
Description
    Here you will find a MS-VC++ adaptation of the GNU gsl-1.4 library. It's free in the sense of GNU licensing scheme.
    You have the choice to download the complete set of source code and compile yourself or download just  the precompiled static/dynamic libraries.

Versions
WinGsl-1.4.xx
 Contain the complete set of free source code, help and samples based on gsl-1.4, necessary to compile and use the scientific library under Windows with MS-VC++ 6.0 / 7.0
 WinGsl-1.4.01  / 09.07.2004  First release. ( ~3.6 MB)
WinGsl-1.4.02  / 11.08.2004  Current version.
  WinGsl-Lib-1.4.xx
 Contains a ready-to-use set of static and dynamic libraries generated from WinGsl-1.4.xx.
 
WinGsl-Lib-1.4.01  / 09.07.2004  First release. ( ~16.8 MB, VC++ 6.0)
WinGsl-Lib-1.4.02  / 11.08.2004  Current version ( VC++ 6.0).
WinGsl-Lib-1.4.03  / 27.08.2004  Current version ( .NET 2003).

雖然版本有點老，但是應該夠用了。
 

附帶兩篇轉載文章，對原作者表示感謝：
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GNU數學函數庫gsl在windows下的移植
1.gsl在dev-c++下的移植：
(1)下載gsl-1.8.exe:
 http://gnuwin32.sourceforge.net/packages/gsl.htm
(2)安裝gsl，安裝後在安裝目錄下將有如下目錄
/contrib/gsl-1.8 一些說明文件
/bin 二進制文件
     libgsl.dll             gsl的動態鏈接庫(基於gcc的正式版本)
     libgsl_d.dll           gsl的動態鏈接庫(基於gcc的調試版本)
     libgslcblas.dll        cblas的動態鏈接庫(基於gcc的正式版本)
     libgslcblas_d.dll      cblas的動態鏈接庫(基於gcc的調試版本)
     gsl-histogram.exe      用於計算數據直方圖的程序
     gsl-randist.exe        用於生成服從指定分佈數據的程序
/lib 庫文件
     libgsl.a                gsl的靜態鏈接庫(基於gcc的正式版本)
     libgsl_d.a              gsl的靜態鏈接庫(基於gcc的調試版本)
     libgslcblas.a           cblas的靜態鏈接庫(基於gcc的正式版本)
     libgslcblas_d.a         cblas的靜態鏈接庫(基於gcc的調試版本)
     libgsl_dll.a            libgsl.dll的gcc輸入庫
     libgsl_d_dll.a          libgsl_d.dll的gcc輸入庫
     libgslcblas_dll.a       libgslcblas.dll的gcc輸入庫
     libgslcblas_d_dll.a     libgslcblas_d.dll的gcc輸入庫
     libgsl.def              輸出libgsl.dll的定義
     libgslcblas.def         輸出libgslcblas.dll的定義
/doc 有關文檔
/info
/man1
/man3
     各種格式的gsl幫助文件
/include/gsl 頭文件
     gsl include files
     其中使用到的主要有bin，lib，include/gsl下的文件
 (3)設置dev-c++編譯環境，有兩種方式：
 一、這種最簡單，將gsl安裝目錄下的bin下libgsl.dll，libgslcblas.dll複製到dev-c++安裝目錄下的bin目錄下；lib下libgsl.a，libgslcblas.a複製到dev-c++安裝目錄下的lib目錄下；include下的整個gsl文件夾複製到dev-c++安裝目錄下的include目錄下。打開dev-c++,工具－編譯選項－編譯器，選上“在連接器命令行加入如下命令”，加入-lgsl -lgslcblas(即在連接時連上libgsl.a，libgslcblas.a，gcc可以自動識別前綴lib和後綴.a)
  ＃i nclude <stdio.h>
  ＃i nclude <gsl/gsl_sf_bessel.h>
int main(void)
  {
    double x = 5.0;
    double y = gsl_sf_bessel_J0(x);
    printf("J0(%g) = %.18en", x, y);
    system("pause");
    return 0;
  }移植
 可以正常運行。
 二、打開dev-c++,工具－編譯選項－目錄，分別將gsl安裝目錄下的lib，include加入到庫和頭文件的路徑中。最後，在編譯器選項中，選中“在連接器命令行加入如下命令”，加入-lgsl -lgslcblas，即可以正常使用gsl。

2.gsl在Visual C++ 6.0下的移植
(1)下載WinGsl-Lib-1.4.02.zip
 http://www6.in.tum.de/~kiss/WinGsl.htm
(2)解壓到臨時目錄，WinGsl中的庫文件的擴展名是.lib,可用於Visual C++ 6.0 的編譯器
(3)設置Visual C++ 6.0編譯環境，有兩種方式：
 一、將臨時目錄下bin中的WinGsl.dll和WinGslD.dll複製到~/Microsoft Visual Studio/VC98/Bin下；整個Gsl目錄複製到~/Microsoft Visual Studio/VC98/Include下；lib目錄下的所有.lib文件全部複製到~/Microsoft Visual Studio/VC98/Lib下。在使用gsl函數時，在新建的工程中，project－settings－link，在object/library modules中加入你用到的庫文件，如WinGsl.lib等，加入多個可以用空格隔開。
 二、打開VC，tools－options－directories，將解壓目錄下的lib，gsl分別加入到庫文件和頭文件的搜索路徑中，將WinGsl.dll和WinGslD.dll複製到

~/Microsoft Visual Studio/VC98/Bin下。在新建的工程中將你所使用到的庫文件加入到object/library modules。
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GSL 在 Windows開發環境下的使用
2005-9-11
GSL（GNU Scientific Library）是一個非常不錯的科學計算函數庫，本站前面已經有文章對此做過介紹，本文將主要介紹在Win32平臺三個不同的開發環境下如何使用這個軟件庫

首先下載GSL win32的套裝程序，地址在gnuwin32 GSL需要下載 Binaries 和 Developer files 。下載後解壓到一個目錄D:/temp中，然後開始進入下面的步驟。

下面介紹三個不同的開發環境：MingW、Visual C++ 7.0 和 Borland C++ Builder。

一、MingW
首先將D:/temp下bin目錄中的兩個dll動態鏈結庫（libgsl.dll和libgslcblas.dll）複製到 mingw 的 bin 目錄中（gcc路徑必須在 PATH 中）或者乾脆直接複製到 C:/Windows 或者 C:/Windows/system32 中，總之是程序運行的話必須可以找到這兩個動態鏈結庫。

再將 D:/temp/include/ 下 gsl 目錄完整複製到 mingw 的 include 目錄中去，這些全是頭文件，開發程序時必須會用到的。然後將 D:/temp/lib 下的 libgsl.a 和 libgslcblas.a 複製到 mingw 的 lib 目錄下。

現在一切都準備好了，可以嘗試編譯一個測試程式看看是否運行正常，這樣的話，整個開發過程與 Linux 下開發 GSL 程序完全一樣。
編譯命令是:
gcc test.c -o text.exe -lgsl

二、Visual C++ 7.0

如前所述，需要先將那兩個動態鏈結庫複製到PATH路徑中的目錄下，然後複製D:/temp/include/ 下 gsl 目錄到 Visual C++ 的 Include 目錄下，再將 D:/temp/lib 下的 libgsl.lib 和 libgslcblas.lib 複製到 Visual C++ 的 lib 目錄下。

這樣準備工作就做完了，下來拿一個簡單的程序來測試：

編譯命令是:

cl test.c /link libgsl.lib用IDE時則是需要將這兩個lib檔加到 link 參數中去即可。

三、Borland C++ Builder

依然同前，需要先將那兩個動態鏈結庫複製到PATH路徑中的目錄下，然後複製D:/temp/include/ 下 gsl 目錄到 Borland C++ Builder 的 Include 目錄下。

下來的步驟稍有麻煩，進入那兩個dll所在目錄，用BCB所帶的 implib 工具產生2個需要用到的 lib 文件，命令如下：

implib -af libgsl.lib libgsl.dll
implib -af libgslcblas.lib libgslcblas.dll然後將這兩個lib文件複製到 BCB 的 lib 目錄下即可。D:/teml/lib 下的 libgsl-bcc.lib 和 libgslcblas-bcc.lib 經過我試驗在BCB編譯中不可用。只能用implib產生的lib檔。

現在開始測試，編譯命令：

bcc32 test.c libgsl.lib命令行是如此，如果你用BCB的IDE的話，就更簡單了，將這兩個lib文件名加到編譯參數中就可以了。

事情的經過就這麼簡單。

下面是test.c的源碼

＃i nclude <stdio .h>
＃i nclude <gsl /gsl_sf_bessel.h>

int main (void)
{
    double x = 5.0;
    double y = gsl_sf_bessel_J0(x);
    printf ("J0(%g) = %.18en", x, y);
    return 0;
}