标量类型的特征模板

Question

我正在编写包含大量 classes 的代码，该模板基于标量类型 T，并在 std::valarray<T> 等容器上实现方法。我想添加对 Eigen 容器的支持，但我很难找到一种方法，仅在标量类型上进行模板化，同时保持 Eigen 的一些灵活性。

例如，Eigen docs 建议使用 Eigen::DenseBase<Derived>，但这似乎意味着我必须将所有 class 定义更改为数组类型 Derived 然后到处使用 Derived::Scalar 。仅仅支持另一个容器就很麻烦。

我也可以只使用 Matrix<T,Dynamic,Dynamic>，但这非常有限制。对于我关心的情况，我认为一个合理的中间立场是使用 Ref<Matrix<T,Dynamic,Dynamic>>，因为这将覆盖 Matrix 及其带有一个接口的切片。但这似乎不起作用，我不确定为什么。这是我的意思的具体示例：

#include<iostream>
#include<Eigen/Dense>

using namespace std;
using namespace Eigen;

double
sum1(const Ref<const Matrix<double,Dynamic,Dynamic>> &m)
{
    double x = 0.0;
    for (int j=0; j<m.cols(); ++j)
        for (int i=0; i<m.rows(); ++i)
            x += m(i,j);
    return x;
}

template <typename T>
T
sum2(const Ref<const Matrix<T,Dynamic,Dynamic>> &m)
{
    T x = 0.0;
    for (int j=0; j<m.cols(); ++j)
        for (int i=0; i<m.rows(); ++i)
            x += m(i,j);
    return x;
}

int main()
{
    Matrix<double,Dynamic,Dynamic> a(2,2);
    a << 0,2,1,3;
    cout << "sum1(a) = " << sum1(a) << endl;            // ok
    cout << "sum2(a) = " << sum2(a) << endl;            // error
    cout << "sum2(a) = " << sum2<double>(a) << endl;    // ok
    return 0;
}

但是编译的时候出现错误:

$ clang++  -std=c++17 -I/usr/include/eigen3   eig2.cpp   -o eig2
eig2.cpp:33:29: error: no matching function for call to 'sum2'
    cout << "sum2(a) = " << sum2(a) << endl;            // error
                            ^~~~
eig2.cpp:19:1: note: candidate template ignored: could not match 'Ref' against
      'Matrix'
sum2(const Ref<const Matrix<T,Dynamic,Dynamic>> &m)
^
1 error generated.

有没有办法实现 sum2 以使其支持 Matrix 和 Ref 并且不需要显式模板参数来使用它？

Answer 1

的原因

template <typename T>
T
sum2(const Ref<const Matrix<T,Dynamic,Dynamic>> &m)

对 Matrix<T,Dynamic,Dynamic> 不起作用是因为 C++ 不能同时推导模板参数和进行类型转换（Ref 与 Matrix 是不同的类型，但是它可以用 O(1) 的努力来构建。

允许您保留函数体的一个替代方案（需要 C++11 或更高版本）是：

template<typename Derived, typename T=typename Derived::Scalar>
T sum3(const MatrixBase<Derived> &m)

如果你想也允许 Array，你可以使用 DenseBase，如果你想允许稀疏矩阵，你可以使用 EigenBase.

但是，这不等同于具有显式类型替换的 Ref 实现，因为如果 Derived 是一个表达式，它可能会在您的函数中被计算多次。

另一种方法是写

template <typename T>
T
sum_impl(const Ref<const Matrix<T,Dynamic,Dynamic>> &m)
{ /* here comes the actual implementation */ }

template<typename Derived>
typename Derived::Scalar sum4(const Eigen::MatrixBase<Derived>& m)
{
    return sum_impl<typename Derived::Scalar>(m);
}

标量类型的特征模板

Eigen template on scalar type

c++

templates

eigen