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Eigen

2024-07-06 10:31:30   228人阅读

C++矩阵处理工具——Eigen

最近和一些朋友讨论到了C++中数学工具的问题，以前总是很2地自己写矩阵运算，或者有时候在matlab里计算了一些数据再往C程序里倒，唉~想想那些年，我们白写的代码啊……人家早已封装好了！首先推荐几个可以在C++中调用的数学平台：eigen、bias、lapack、svd、CMatrix，本文着重eigen做以讲解，希望对各位有所帮助。

下面是本文主线，主要围绕下面几点进行讲解：

**********************************************************************************************

Eigen是什么？

Eigen3哪里下载？

Eigen3的配置

Eigen3 样例代码有没有？

去哪里更深入学习？

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Eigen是什么？

Eigen是C++中可以用来调用并进行矩阵计算的一个库，里面封装了一些类，需要的头文件和功能如下：


Eigen的主页上有一些更详细的Eigen介绍。

 

Eigen3哪里下载？

这里是我下好的，这里是官网主页，请自行下载，是个code包，不用安装。

 

Eigen的配置


直接上图了，附加包含目录那里填上你放Eigen文件夹的位置即可。

 

Eigen的样例代码有没有？

当然有，这篇文章重点就是这里！

以下是我整理的一些常用操作，基本的矩阵运算就在下面了，算是个入门吧~主要分以下几部分：


 

建议大家放到编译环境里去看，因为我这里有一些region的东西，编译器下更方便看~

 

[cpp] view plaincopy
 
  1. #include <iostream>  
  2. #include <Eigen/Dense>  
  3.   
  4. //using Eigen::MatrixXd;  
  5. using namespace Eigen;  
  6. using namespace Eigen::internal;  
  7. using namespace Eigen::Architecture;  
  8.   
  9. using namespace std;  
  10.   
  11.   
  12. int main()  
  13. {  
  14.   
  15. #pragma region one_d_object  
  16.   
  17.     cout<<"*******************1D-object****************"<<endl;  
  18.   
  19.     Vector4d v1;  
  20.     v1<< 1,2,3,4;  
  21.     cout<<"v1=\n"<<v1<<endl;  
  22.   
  23.     VectorXd v2(3);  
  24.     v2<<1,2,3;  
  25.     cout<<"v2=\n"<<v2<<endl;  
  26.   
  27.     Array4i v3;  
  28.     v3<<1,2,3,4;  
  29.     cout<<"v3=\n"<<v3<<endl;  
  30.   
  31.     ArrayXf v4(3);  
  32.     v4<<1,2,3;  
  33.     cout<<"v4=\n"<<v4<<endl;  
  34.   
  35. #pragma endregion  
  36.   
  37. #pragma region two_d_object  
  38.       
  39.     cout<<"*******************2D-object****************"<<endl;  
  40.     //2D objects:  
  41.     MatrixXd m(2,2);  
  42.   
  43.     //method 1  
  44.     m(0,0) = 3;  
  45.     m(1,0) = 2.5;  
  46.     m(0,1) = -1;  
  47.     m(1,1) = m(1,0) + m(0,1);  
  48.   
  49.     //method 2  
  50.     m<<3,-1,  
  51.         2.5,-1.5;  
  52.     cout <<"m=\n"<< m << endl;  
  53.   
  54. #pragma endregion  
  55.   
  56. #pragma region Comma_initializer  
  57.   
  58.     cout<<"*******************Initialization****************"<<endl;  
  59.   
  60.     int rows=5;  
  61.     int cols=5;  
  62.     MatrixXf m1(rows,cols);  
  63.     m1<<( Matrix3f()<<1,2,3,4,5,6,7,8,9 ).finished(),  
  64.         MatrixXf::Zero(3,cols-3),  
  65.         MatrixXf::Zero(rows-3,3),  
  66.         MatrixXf::Identity(rows-3,cols-3);  
  67.     cout<<"m1=\n"<<m1<<endl;  
  68.   
  69. #pragma endregion  
  70.   
  71. #pragma region Runtime_info  
  72.       
  73.     cout<<"*******************Runtime Info****************"<<endl;  
  74.   
  75.     MatrixXf m2(5,4);  
  76.     m2<<MatrixXf::Identity(5,4);  
  77.     cout<<"m2=\n"<<m2<<endl;  
  78.   
  79.     MatrixXf m3;  
  80.     m3=m1*m2;  
  81.     cout<<"m3.rows()="<<m3.rows()<<"  ;  "  
  82.              <<"m3.cols()="<< m3.cols()<<endl;  
  83.       
  84.     cout<<"m3=\n"<<m3<<endl;  
  85.   
  86. #pragma endregion  
  87.       
  88. #pragma region Resizing  
  89.       
  90.     cout<<"*******************Resizing****************"<<endl;  
  91.   
  92.     //1D-resize   
  93.     v1.resize(4);  
  94.     cout<<"Recover v1 to 4*1 array : v1=\n"<<v1<<endl;  
  95.   
  96.     //2D-resize  
  97.     m.resize(2,3);  
  98.     m.resize(Eigen::NoChange, 3);  
  99.     m.resizeLike(m2);  
  100.     m.resize(2,2);  
  101.       
  102. #pragma endregion  
  103.   
  104. #pragma region Coeff_access  
  105.       
  106.     cout<<"*******************Coefficient access****************"<<endl;  
  107.   
  108.     float tx=v1(1);  
  109.     tx=m1(1,1);  
  110.     cout<<endl;  
  111.   
  112. #pragma endregion  
  113.   
  114. #pragma  region Predefined_matrix  
  115.   
  116.     cout<<"*******************Predefined Matrix****************"<<endl;  
  117.   
  118.     //1D-object  
  119.     typedef  Matrix3f   FixedXD;  
  120.     FixedXD x;  
  121.       
  122.     x=FixedXD::Zero();  
  123.     x=FixedXD::Ones();  
  124.     x=FixedXD::Constant(tx);//tx is the value  
  125.     x=FixedXD::Random();  
  126.     cout<<"x=\n"<<x<<endl;  
  127.   
  128.     typedef ArrayXf Dynamic1D;  
  129.     //或者 typedef VectorXf Dynamic1D  
  130.     int size=3;  
  131.     Dynamic1D xx;  
  132.     xx=Dynamic1D::Zero(size);  
  133.     xx=Dynamic1D::Ones(size);  
  134.     xx=Dynamic1D::Constant(size,tx);  
  135.     xx=Dynamic1D::Random(size);  
  136.     cout<<"xx=\n"<<x<<endl;  
  137.   
  138.     //2D-object  
  139.     typedef MatrixXf Dynamic2D;  
  140.     Dynamic2D y;  
  141.     y=Dynamic2D::Zero(rows,cols);  
  142.     y=Dynamic2D::Ones(rows,cols);  
  143.     y=Dynamic2D::Constant(rows,cols,tx);//tx is the value  
  144.     y=Dynamic2D::Random(rows,cols);  
  145.   
  146. #pragma endregion  
  147.   
  148. #pragma region Arithmetic_Operators  
  149.   
  150.     cout<<"******************* Arithmetic_Operators****************"<<endl;  
  151.   
  152.     //add & sub  
  153.     MatrixXf m4(5,4);  
  154.     MatrixXf m5;  
  155.     m4=m2+m3;  
  156.     m3-=m2;  
  157.   
  158.     //product  
  159.     m3=m1*m2;  
  160.    
  161.     //transposition  
  162.     m5=m4.transpose();  
  163.     //m5=m.adjoint();//伴随矩阵   
  164.       
  165.     //dot product  
  166.     double xtt;  
  167.     cout<<"v1=\n"<<v1<<endl;  
  168.     v2.resize(4);  
  169.     v2<<VectorXd::Ones(4);  
  170.     cout<<"v2=\n"<<v2<<endl;  
  171.   
  172.     cout<<"*************dot product*************"<<endl;  
  173.     xtt=v1.dot(v2);  
  174.     cout<<"v1.*v2="<<xtt<<endl;  
  175.   
  176.     //vector norm  
  177.   
  178.     cout<<"*************matrix norm*************"<<endl;  
  179.     xtt=v1.norm();  
  180.     cout<<"norm of v1="<<xtt<<endl;  
  181.     xtt=v1.squaredNorm();  
  182.     cout<<"SquareNorm of v1="<<xtt<<endl;  
  183.   
  184. #pragma endregion  
  185.   
  186. cout<<endl;  
  187. }  


 

 


 

去哪里更深入学习？

Please refer to Eigen中的类及函数、Eigen的官方教程，和一些教程上的相关内容。

 


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