C++矩阵处理工具——Eigen

Lispboy

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 plain copy

• #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;  
• }  
• 
  

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