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：

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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

#include <iostream>

#include <Eigen/Dense>



//using Eigen::MatrixXd;

using namespace Eigen;

using namespace Eigen::internal;

using namespace Eigen::Architecture;



using namespace std;





int main()

{



#pragma region one_d_object



cout<<"*******************1D-object****************"<<endl;



Vector4d v1;

v1<< 1,2,3,4;

cout<<"v1=\n"<<v1<<endl;



VectorXd v2(3);

v2<<1,2,3;

cout<<"v2=\n"<<v2<<endl;



Array4i v3;

v3<<1,2,3,4;

cout<<"v3=\n"<<v3<<endl;



ArrayXf v4(3);

v4<<1,2,3;

cout<<"v4=\n"<<v4<<endl;



#pragma endregion



#pragma region two_d_object



cout<<"*******************2D-object****************"<<endl;

//2D objects:

MatrixXd m(2,2);



//method 1

m(0,0) = 3;

m(1,0) = 2.5;

m(0,1) = -1;

m(1,1) = m(1,0) + m(0,1);



//method 2

m<<3,-1,

2.5,-1.5;

cout <<"m=\n"<< m << endl;



#pragma endregion



#pragma region Comma_initializer



cout<<"*******************Initialization****************"<<endl;



int rows=5;

int cols=5;

MatrixXf m1(rows,cols);

m1<<( Matrix3f()<<1,2,3,4,5,6,7,8,9 ).finished(),

MatrixXf::Zero(3,cols-3),

MatrixXf::Zero(rows-3,3),

MatrixXf::Identity(rows-3,cols-3);

cout<<"m1=\n"<<m1<<endl;



#pragma endregion



#pragma region Runtime_info



cout<<"*******************Runtime Info****************"<<endl;



MatrixXf m2(5,4);

m2<<MatrixXf::Identity(5,4);

cout<<"m2=\n"<<m2<<endl;



MatrixXf m3;

m3=m1*m2;

cout<<"m3.rows()="<<m3.rows()<<" ; "

<<"m3.cols()="<< m3.cols()<<endl;



cout<<"m3=\n"<<m3<<endl;



#pragma endregion



#pragma region Resizing



cout<<"*******************Resizing****************"<<endl;



//1D-resize

v1.resize(4);

cout<<"Recover v1 to 4*1 array : v1=\n"<<v1<<endl;



//2D-resize

m.resize(2,3);

m.resize(Eigen::NoChange, 3);

m.resizeLike(m2);

m.resize(2,2);



#pragma endregion



#pragma region Coeff_access



cout<<"*******************Coefficient access****************"<<endl;



float tx=v1(1);

tx=m1(1,1);

cout<<endl;



#pragma endregion



#pragma region Predefined_matrix



cout<<"*******************Predefined Matrix****************"<<endl;



//1D-object

typedef Matrix3f FixedXD;

FixedXD x;



x=FixedXD::Zero();

x=FixedXD::Ones();

x=FixedXD::Constant(tx);//tx is the value

x=FixedXD::Random();

cout<<"x=\n"<<x<<endl;



typedef ArrayXf Dynamic1D;

//或者 typedef VectorXf Dynamic1D

int size=3;

Dynamic1D xx;

xx=Dynamic1D::Zero(size);

xx=Dynamic1D::Ones(size);

xx=Dynamic1D::Constant(size,tx);

xx=Dynamic1D::Random(size);

cout<<"xx=\n"<<x<<endl;



//2D-object

typedef MatrixXf Dynamic2D;

Dynamic2D y;

y=Dynamic2D::Zero(rows,cols);

y=Dynamic2D::Ones(rows,cols);

y=Dynamic2D::Constant(rows,cols,tx);//tx is the value

y=Dynamic2D::Random(rows,cols);



#pragma endregion



#pragma region Arithmetic_Operators



cout<<"******************* Arithmetic_Operators****************"<<endl;



//add & sub

MatrixXf m4(5,4);

MatrixXf m5;

m4=m2+m3;

m3-=m2;



//product

m3=m1*m2;



//transposition

m5=m4.transpose();

//m5=m.adjoint();//伴随矩阵



//dot product

double xtt;

cout<<"v1=\n"<<v1<<endl;

v2.resize(4);

v2<<VectorXd::Ones(4);

cout<<"v2=\n"<<v2<<endl;



cout<<"*************dot product*************"<<endl;

xtt=v1.dot(v2);

cout<<"v1.*v2="<<xtt<<endl;



//vector norm



cout<<"*************matrix norm*************"<<endl;

xtt=v1.norm();

cout<<"norm of v1="<<xtt<<endl;

xtt=v1.squaredNorm();

cout<<"SquareNorm of v1="<<xtt<<endl;



#pragma endregion



cout<<endl;

}

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。

关于编程工具的更多讨论或建议，请继续关注本博客和新浪微博Sophia_qing.