具有用户定义数据类型的特征矩阵赋值运算符

如何解决具有用户定义数据类型的特征矩阵赋值运算符

我使用 Eigen 矩阵库来处理 std::complex<T> 数据类型的矩阵，其中 T 是 double 类型或 ceres::Jet<double,...> 类型。 Eigen 文档表明 << 是用于赋值的正确运算符，但对于用户定义的数据类型的矩阵，<< 似乎没有重载。是否有不同的方法可以用来初始化适用于两种数据类型的特征矩阵？

解决方法

您的代码的问题不在于 Eigen 没有为用户定义类型的矩阵重载（它是），而是您有一个 Eigen::Matrix<std::complex<T>,Eigen::Dynamic,Eigen::Dynamic> 类型的嵌套模板参数（其中 T 类似于 ceres::Jet<double> 导致 Eigen::Matrix<std::complex<ceres::Jet<double>>,Eigen::Dynamic>）。在使用流运算符 T 之前，您必须显式构造嵌套类型 << 的元素。

Eigen::Matrix<std::complex<T>,3,1> mat;
mat << T{1.0},T{2.0},T{3.0};

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更详细的解释

为了进一步解释这一点，让我们从一个用于元素类型的简单类开始

class SomeClass {
  public:
    constexpr SomeClass(double const& some_data = 0.0) noexcept
      : some_data{some_data} {
      return;
    }

  private:
    double some_data;
};

这种用户定义类型的矩阵可以通过以下方式成功赋值：

Eigen::Matrix<SomeClass,1> mat;
mat << 1.0,2.0,3.0;

问题仅在您将其应用于嵌套元素类型（例如 std::complex<SomeClass>）时才会出现。我们想使用 following overload:

CommaInitializer<Derived> Eigen::DenseBase<Derived>::operator<<(const Scalar& s)

where Scalar is the type of the matrix coefficients（元素类型，例如 Derived = Eigen::Matrix<std::complex<T>,1> 和 Scalar = std::complex<T>）：

Eigen::DenseBase<Derived>::Scalar

所以编译GCC的时候会告诉你它不能匹配模板：

note: candidate: Eigen::CommaInitializer<Derived> Eigen::DenseBase<Derived>::operator<<(const Scalar&) [with Derived = Eigen::Matrix<std::complex<SomeClass>,1>; Eigen::DenseBase<Derived>::Scalar = std::complex<SomeClass>
inline CommaInitializer<Derived> DenseBase<Derived>::operator<< (const Scalar& s)

note: no known conversion for argument 1 from ‘double’ to ‘const Scalar& {aka const std::complex<SomeClass>&}’

要使其编译，您需要做的是构造具有可转换为 Scalar 的类型的元素，然后可以调用相应的流操作符，如下所示：

mat << std::complex<SomeClass>{SomeClass{1.0}},std::complex<SomeClass>{SomeClass{2.0}},std::complex<SomeClass>{SomeClass{3.0}};

mat << std::complex<SomeClass>{1.0},std::complex<SomeClass>{2.0},std::complex<SomeClass>{3.0};

mat << SomeClass{1.0},SomeClass{2.0},SomeClass{3.0};

这应该可以通过将 Eigen 库更改为类似的内容来避免

CommaInitializer<Derived> Eigen::DenseBase<Derived>::operator<<(Elem const& s)

并使用 std::enable_if_t、static_assert 或 C++20 concepts 要求 Scalar can be constructed 类型为 Elem 的元素：

std::is_constructible_v<Scalar,Elem>

如果你真的需要你可以尝试自己为它编写一个重载，以确保 std::is_constructible_v<Scalar,Elem> 但 !std::is_same_v<Scalar,Elem> 但我个人认为将这样的功能添加到现有的自己图书馆。其他人复制您的代码片段并期望它们工作可能最终导致无法工作的代码。

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作业的替代选项

作为使用 << 进行赋值的替代方法，您可以

• 使用它的 constructor
• Initialise the Eigen matrix from an existing C-style array,std::array or std::vector 或
• 使用它的 coefficient accessors。

对于前两个选项，您必须使用与上一段中讨论的相同的逻辑或使用双括号

Eigen::Matrix<std::complex<SomeClass>,1> mat = { {1.0,2.0},{2.0,3.0},{3.0,4.0} };

或

std::vector<std::complex<SomeClass>> vec = { {1.0,4.0} };
Eigen::Matrix<std::complex<SomeClass>,1> mat{vec.data()};

而类似的东西

mat(0,0) = 1.0;

mat(0,0) = {1.0,2.0};

将创建一个具有实部 1.0 和虚部 0.0 或 2.0 类型为 SomeClass 的复杂元素，而无需显式调用构造函数 SomeClass{} .