整理下Eigen库的教程,参考:http://eigen.tuxfamily.org/dox/index.html

混淆

在Eigen中,当变量同时出现在左值和右值,赋值操作可能会带来混淆问题。这一篇将解释什么是混淆,什么时候是有害的,怎么使用做。

例子

MatrixXi mat(3,3);
mat << 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;
cout << "Here is the matrix mat:\n" << mat << endl;
// This assignment shows the aliasing problem
mat.bottomRightCorner(2,2) = mat.topLeftCorner(2,2);
cout << "After the assignment, mat = \n" << mat << endl;

输出

Here is the matrix mat:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
After the assignment, mat =
1 2 3
4 1 2
7 4 1

mat.bottomRightCorner(2,2) = mat.topLeftCorner(2,2); 赋值中展示了混淆。

mat(1,1) 在bottomRightCorner(2,2)和topLeftCorner(2,2)都存在。赋值结果中mat(2,2)本应该赋予操作前mat(1,1)的值=5。但是,最终程序结果mat(2,2)=1。原因是Eigen使用了lazy evaluation(懒惰评估),上面等价于

mat(1,1) = mat(0,0);
mat(1,2) = mat(0,1);
mat(2,1) = mat(1,0);
mat(2,2) = mat(1,1);

下面会解释如何通过eval()来解决这个问题。

混淆还会在缩小矩阵时出现,比如 vec = vec.head(n)mat = mat.block(i,j,r,c)

一般来说,混淆在编译阶段很难被检测到。比如第一个例子,如果mat再大一些可能就不会出现混淆了。但是Eigen可以在运行时检测某些混淆,如前面讲的例子。

Matrix2i a; a << 1, 2, 3, 4;
cout << "Here is the matrix a:\n" << a << endl;
a = a.transpose(); // !!! do NOT do this !!!
cout << "and the result of the aliasing effect:\n" << a << endl;
Here is the matrix a:
1 2
3 4
and the result of the aliasing effect:
1 2
2 4

我们可以通过EIGEN_NO_DEBUG宏,在编译时关闭运行时的断言。

解决混淆问题

Eigen需要把右值赋值为一个临时matrix/array,然后再将临时值赋值给左值,便可以解决混淆。eval()函数实现了这个功能。

MatrixXi mat(3,3);
mat << 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9;
cout << "Here is the matrix mat:\n" << mat << endl;
// The eval() solves the aliasing problem
mat.bottomRightCorner(2,2) = mat.topLeftCorner(2,2).eval();
cout << "After the assignment, mat = \n" << mat << endl;

输出

Here is the matrix mat:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
After the assignment, mat =
1 2 3
4 1 2
7 4 5

同样: a = a.transpose().eval(); ,当然我们最好使用 transposeInPlace()。如果存在xxxInPlace函数,推荐使用这类函数,它们更加清晰地标明了你在做什么。提供的这类函数:

Origin In-place
MatrixBase::adjoint() MatrixBase::adjointInPlace()
DenseBase::reverse() DenseBase::reverseInPlace()
LDLT::solve() LDLT::solveInPlace()
LLT::solve() LLT::solveInPlace()
TriangularView::solve() TriangularView::solveInPlace()
DenseBase::transpose() DenseBase::transposeInPlace()

而针对vec = vec.head(n)这种情况,推荐使用conservativeResize()

混淆和component级的操作。

组件级是指整体的操作,比如matrix加法、scalar乘、array乘等,这类操作是安全的,不会出现混淆。

MatrixXf mat(2,2);
mat << 1, 2, 4, 7;
cout << "Here is the matrix mat:\n" << mat << endl << endl;
mat = 2 * mat;
cout << "After 'mat = 2 * mat', mat = \n" << mat << endl << endl;
mat = mat - MatrixXf::Identity(2,2);
cout << "After the subtraction, it becomes\n" << mat << endl << endl;
ArrayXXf arr = mat;
arr = arr.square();
cout << "After squaring, it becomes\n" << arr << endl << endl;

输出

Here is the matrix mat:
1 2
4 7 After 'mat = 2 * mat', mat =
2 4
8 14 After the subtraction, it becomes
1 4
8 13 After squaring, it becomes
1 16
64 169

混淆和矩阵的乘法

在Eigen中,矩阵的乘法一般都会出现混淆。除非是方阵(实质是元素级的乘)。

MatrixXf matA(2,2);
matA << 2, 0, 0, 2;
matA = matA * matA;
cout << matA; 4 0
0 4

其他的操作,Eigen默认都是存在混淆的。所以Eigen对矩阵乘法自动引入了临时变量,对的matA=matA*matA这是必须的,但是对matB=matA*matA这样便是不必要的了。我们可以使用noalias()函数来声明这里没有混淆,matA*matA的结果可以直接赋值为matB。

matB.noalias() = matA * matA;

从Eigen3.3开始,如果目标矩阵resize且结果不直接赋值给目标矩阵,默认不存在混淆。

MatrixXf A(2,2), B(3,2);
B << 2, 0, 0, 3, 1, 1;
A << 2, 0, 0, -2;
A = (B * A).cwiseAbs();//cwiseAbs()不直接赋给目标
//A = (B * A).eval().cwiseAbs()
cout << A;

当然,对于任何混淆问题,都可以通过matA=(matB*matA).eval() 来解决。

总结

当相同的矩阵或array在等式左右都出现时,很容易出现混淆。

  1. compnent级别的操作不用考虑混淆。
  2. 矩阵相乘,Eigen默认会解决混淆问题,如果你确定不会出现混淆,可以使用noalias()来提效。
  3. 混淆出现时,可以用eval()和xxxInPlace()函数解决。

Eigen教程(10)的更多相关文章

  1. node-webkit教程(10)Platform Service之File dialogs

    node-webkit教程(10)Platform Service之File dialogs 文/玄魂 目录 node-webkit教程(10)Platform Service之File dialog ...

  2. 【译】ASP.NET MVC 5 教程 - 10:添加验证

    原文:[译]ASP.NET MVC 5 教程 - 10:添加验证 在本节中,我们将为Movie模型添加验证逻辑,并确认验证规则在用户试图使用程序创建和编辑电影时有效. DRY 原则 ASP.NET M ...

  3. Linux pwn入门教程(10)——针对函数重定位流程的几种攻击

    作者:Tangerine@SAINTSEC 本系列的最后一篇 感谢各位看客的支持 感谢原作者的付出一直以来都有读者向笔者咨询教程系列问题,奈何该系列并非笔者所写[笔者仅为代发]且笔者功底薄弱,故无法解 ...

  4. [译]Vulkan教程(10)交换链

    [译]Vulkan教程(10)交换链 Vulkan does not have the concept of a "default framebuffer", hence it r ...

  5. 黑马lavarel教程---10、lavarel模型关联

    黑马lavarel教程---10.lavarel模型关联 一.总结 一句话总结: 1.模型关联比较方便,一次定义,后面都可以使用 2.关联关系 使用动态属性进行调用 1.一对多,多对多实例? 一对多: ...

  6. Directx11教程(10) 画一个简易坐标轴

    原文:Directx11教程(10) 画一个简易坐标轴       本篇教程中,我们将在三维场景中,画一个简易的坐标轴,分别用红.绿.蓝三种颜色表示x,y,z轴的正向坐标轴. 为此,我们要先建立一个A ...

  7. 深度学习与CV教程(10) | 轻量化CNN架构 (SqueezeNet,ShuffleNet,MobileNet等)

    作者:韩信子@ShowMeAI 教程地址:http://www.showmeai.tech/tutorials/37 本文地址:http://www.showmeai.tech/article-det ...

  8. Eigen教程(7)

    整理下Eigen库的教程,参考:http://eigen.tuxfamily.org/dox/index.html 归约.迭代器和广播 归约 在Eigen中,有些函数可以统计matrix/array的 ...

  9. Eigen教程(6)

    整理下Eigen库的教程,参考:http://eigen.tuxfamily.org/dox/index.html 高级初始化方法 本篇介绍几种高级的矩阵初始化方法,重点介绍逗号初始化和特殊矩阵(单位 ...

随机推荐

  1. linux达人养成计划学习笔记(五)—— 关机和重启命令

    一.shutdown 1.格式: shutdown [选项] 时间(now) 选项: -c: 取消前一个关机命令 -h: 关机 -r: 重启 2.程序放入后台执行: shutdown -r 时间 &a ...

  2. 【Smali】Smali文件的动态调试

    1.简介 smalidea是一个IntelliJ IDEA/Android Studio smali语言插件,可实现动态调试smali代码.下载地址为:https://github.com/Jesus ...

  3. 【Oracle】Oracle中使用转义字符

    1.Oracle 特殊字符 转义 关键词:oracle    转义                                           环境:oracle9i plsql 在plsql ...

  4. 虚拟化—Docker解决方案

    What is Docker? Docker is an open-source project to easily create lightweight, portable, self-suffic ...

  5. mysql的内存使用

    Mysql Server Memory Usage = Sum of Global Buffers + (number of Connection * Per thread memory variab ...

  6. 面试必备:HashMap源码解析(JDK8)

    1 概述 本文将从几个常用方法下手,来阅读HashMap的源码. 按照从构造方法->常用API(增.删.改.查)的顺序来阅读源码,并会讲解阅读方法中涉及的一些变量的意义.了解HashMap的特点 ...

  7. 一个酷绚的linux 桌面程序 GLX-DOCK (cario-dock)

    记录一个酷绚的linux  桌面程序  GLX-DOCK (cario-dock),支持多种风格的桌面主题. http://glx-dock.org/ 优势: 多个workspaces 方便自由切换 ...

  8. idea设置tomcat虚拟路径的两种方法

    1.使用tomcat自己的虚拟路径 1.1.在tomcat\config\server.xml中配置 path="/upload" 虚拟路径 E:\photo\upload 图片存 ...

  9. HTML5+CSS3整体回顾

    http://blog.poetries.top/2016/10/19/HTML5+CSS3%E5%9F%BA%E7%A1%80%E5%9B%9E%E9%A1%BE%20/ 这篇文章主要总结H5的一些 ...

  10. [转]Maven - 环境配置

    Maven 是一个基于 Java 的工具,所以要做的第一件事情就是安装 JDK. 系统要求 项目 要求 JDK Maven 3.3 要求 JDK 1.7 或以上Maven 3.2 要求 JDK 1.6 ...