具有用户定义数据类型的特征矩阵赋值算子

Question

我使用本征矩阵库来处理std::complex<T>数据类型的矩阵，其中T要么是double类型，要么是ceres::Jet<double,...>类型。特征文档表明，<<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于初始化两种数据类型的特征矩阵？

Answer 1

代码的问题不在于对用户定义类型的矩阵(它是)的特征没有重载，而是有一个嵌套模板参数的Eigen::Matrix<std::complex<T>, Eigen::Dynamic, Eigen::Dynamic>类型(其中T类似于ceres::Jet<double>导致了Eigen::Matrix<std::complex<ceres::Jet<double>>, Eigen::Dynamic, Eigen::Dynamic>)。在使用流运算符T <<.之前，您必须显式地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};

更详细的解释

为了进一步解释这一点，让我们从一个简单的类开始，我们将使用元素类型

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

  private:
    double some_data;
};

可以成功地为此用户定义类型的矩阵分配以下内容：

Eigen::Matrix<SomeClass, 3, 1> mat;
mat << 1.0, 2.0, 3.0;

只有将其应用于嵌套元素类型(如std::complex<SomeClass> )时，问题才会出现。我们想使用跟随过载

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

其中是矩阵系数的类型。 (元素类型，例如Derived = Eigen::Matrix<std::complex<T>, 3, 1>和Scalar = std::complex<T>)：

Eigen::DenseBase<Derived>::Scalar

因此，在编译GCC时，会告诉您它与模板不匹配：

note: candidate: Eigen::CommaInitializer<Derived> Eigen::DenseBase<Derived>::operator<<(const Scalar&) [with Derived = Eigen::Matrix<std::complex<SomeClass>, 3, 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，您必须做的是用一个类型构造元素，该类型可以转换为Scalar，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};

通过将特征库更改为类似的内容，这是可以避免的。

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

并在std::enable_if_t、static_assert或C++20概念中要求Scalar 可建由Elem类型的元素组成。

std::is_constructible_v<Scalar, Elem>

如果您真的需要，您可以自己为它编写一个重载，以确保std::is_constructible_v<Scalar, Elem>但是!std::is_same_v<Scalar, Elem>，但我个人认为，自己向现有的库添加这样的功能从来都不是一个好主意。其他人复制代码的片段并期望它们能够工作，最终可能导致代码无法工作。

可供选择的作业

作为<<分配的替代方案，您可以

• 使用它的构造函数
• std::vector或
• 使用它的系数存取器。

对于前两个选项，您必须使用上一段中讨论的相同逻辑，或者使用双大括号。

Eigen::Matrix<std::complex<SomeClass>, 3, 1> mat = { {1.0, 2.0}, {2.0, 3.0}, {3.0, 4.0} };

或

std::vector<std::complex<SomeClass>> vec = { {1.0, 2.0}, {2.0, 3.0}, {3.0, 4.0} };
Eigen::Matrix<std::complex<SomeClass>, 3, 1> mat{vec.data()};

而像这样的

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SomeClass类型的2.0的复杂元素，而不必显式调用构造函数SomeClass{}。