我想在我的程序中使用 Eigen 矩阵库作为线性代数引擎。 Eigen 使用表达式模板来实现惰性求值并简化循环和计算。
例如:
#include<Eigen/Core>
int main()
{
int size = 40;
// VectorXf is a vector of floats, with dynamic size.
Eigen::VectorXf u(size), v(size), w(size), z(size);
u = 2*v + w + 0.2*z;
}
由于 Eigen 使用表达式模板,代码类似
u = 2*v + w + 0.2*z;
在上面提到的示例中,减少到长度为 10 的单个循环(不是 40, float 按 4 block 放入寄存器中)而不创建临时。这有多酷?
但是如果我像这样集成库:
class UsingEigen
{
public:
UsingEigen(const Eigen::VectorXf& data):
data_(data)
{}
UsingEigen operator + (const UsingEigen& adee)const
{
return UsingEigen(data_ + adee.data_);
}
...
private:
Eigen::VectorXf data_;
}
然后是这样的表达式:
UsingEigen a, b, c, d;
a = b + c + d;
无法利用 Eigen 的实现方式。这不是最后一个。还有许多其他示例,在 Eigen 中使用了表达式模板。
简单的解决方案是不要自己定义运算符,使 data_
公开,只写如下表达式:
UsingEigen a, b, c, d;
a.data_ = b.data_ + c.data_ + d.data_;
这打破了封装,但它保留了 Eigen 的效率。
另一种方法是创建自己的运算符,但让它们返回表达式模板。但由于我是 C++ 的初学者,我不知道这是否是正确的方法。
如果问题本质上过于笼统,我很抱歉。我是初学者,没有人问。到目前为止,我一直在使用 std::vector<float>
无处不在,但现在我也需要使用矩阵。从 std::vector<float>
切换在我的整个项目中对 Eigen 来说是一大步,我害怕一开始就打错电话。欢迎任何建议!
最佳答案
为什么暴露 data_
会破坏封装?封装意味着隐藏实现细节,只暴露接口(interface)。如果您的包装类 UsingEigen
没有向 native Eigen
库添加任何行为或状态,则接口(interface)不会更改。在这种情况下,您应该完全放弃这个包装器并使用 Eigen
数据结构编写程序。
公开矩阵或 vector 不会破坏封装:只有公开矩阵或 vector 的实现才能做到这一点。 Eigen
库公开了算术运算符,但不公开它们的实现。
对于表达式模板库,用户扩展库功能的最常见方式是添加行为,而不是添加状态。对于添加行为,您不需要编写包装类:您还可以添加根据 Eigen
类成员函数实现的非成员函数。见 this column “非成员函数如何改进封装”,作者:Scott Meyers。
至于您担心将当前程序转换为明确使用 Eigen
功能的版本:您可以逐步执行更改,每次更改程序的一小部分,确保您的单元测试(您确实有单元测试,不是吗?)在您进行时不会中断。
关于c++ - 如何集成使用表达式模板的库?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/10976312/