使用 Eigen 3 库编写一个带有转置作为参数的函数

Question

我想写一个可以接受的函数：

1. 密集数组/矩阵，或
2. 密集数组/矩阵的转置。

是否可以避免使用完美的转发？

我尝试使用DenseBase类型参数。但这不能接受矩阵的转置。

我不喜欢使用完美的转发，因为使用 sfinae 实现类型检查会很乏味。

当前解决方案：

#include <Eigen/Eigen>
#include <iostream>
using namespace Eigen;
template <typename U>
auto f(U&& x) {
auto x2 = std::forward<U>(x);
auto max_x = x2.colwise().maxCoeff().eval();
x2 = x2.rowwise() + max_x;
return max_x;
}
int main() {
Array<float, 3, 3> M1;
M1 << 1, 2, 3, 
4, 5, 6, 
7, 8, 9;
std::cout << M1 << "n";
// auto here might cause problem later ...
// see eigen.tuxfamily.org/dox/TopicPitfalls.html
auto max_x = f(M1.transpose());
std::cout << M1 << "n";
std::cout << max_x << "n";
}

结果：

// original
1 2 3
4 5 6
7 8 9
// Increase each row by max of the row.
4  5  6
10 11 12
16 17 18
// Max of each row (not a column vector).
3 6 9

我尝试使用以下行EigenBase：

template <typename U>
auto f(EigenBase<U>& x) {
...

编译器错误：

test4.cpp:20:32: error: cannot bind non-const lvalue reference of type ‘Eigen::EigenBase<Eigen::Transpose<Eigen::Array<float, 3, 3> > >&’ to an rvalue of type ‘Eigen::EigenBase<Eigen::Transpose<Eigen::Array<float, 3, 3> > >’
auto max_x = f(M1.transpose());
~~~~~~~~~~~~^~

Answer 1

使用左值引用和右值引用参数重载函数似乎可以解决它。

我怀疑转置是唯一生成临时 c++ 表达式的东西。如果我希望转置版本返回转置结果(列而不是行向量(而非转置版本返回非转置结果，这不会解决这个问题。

感谢 kmdreko 的指点。

测试：

#include <Eigen/Eigen>
#include <iostream>
using namespace Eigen;
template <typename Derived>
auto f(DenseBase<Derived>& x) {
auto max_x = x.colwise().maxCoeff().eval();
x = x.rowwise() + max_x;
return max_x;
}
template <typename Derived>
auto f(DenseBase<Derived>&& x) {
return f(x).transpose().eval();
}
int main() {
Array<float, 3, 3> M1, M2;
M1 << 1, 2, 3, 
4, 5, 6, 
7, 8, 9;
M2 = M1;
std::cout << M1 << "n";
std::cout << "no transposen";
Array<float, 3, 1> max_x = f(M1);
std::cout << M1 << "n";
std::cout << max_x << "n";
std::cout << "transposen";
Array<float, 1, 3> max_x2 = f(M2.transpose());
std::cout << M2 << "n";
std::cout << max_x2 << "n";
}

结果：

1 2 3
4 5 6
7 8 9
no transpose
8 10 12
11 13 15
14 16 18
// returns column vector
7
8
9
transpose
4  5  6
10 11 12
16 17 18
// returns row vector
3 6 9

Answer 2

在调用函数之前，使用 auto type 保存转置表达式。

#include <Eigen/Eigen>
#include <iostream>
using namespace Eigen;
template <typename Derived>
auto f(DenseBase<Derived>& x) {
auto max_x = x.colwise().maxCoeff().eval();
x = x.rowwise() + max_x;
return max_x;
}
int main() {
Array<float, 3, 3> M1, M2;
M1 << 1, 2, 3, 
4, 5, 6, 
7, 8, 9;
M2 = M1;
std::cout << M1 << "n";
std::cout << "no transposen";
Array<float, 3, 1> max_x = f(M1);
std::cout << M1 << "n";
std::cout << max_x << "n";
std::cout << "transposen";
auto m2_t = M2.transpose();
Array<float, 1, 3> max_x2 = f(m2_t);
std::cout << M2 << "n";
std::cout << max_x2 << "n";
}

结果：

1 2 3
4 5 6
7 8 9
no transpose
8 10 12
11 13 15
14 16 18
7
8
9
transpose
4  5  6
10 11 12
16 17 18
3 6 9