如何在不指定维数的情况下用 Eigen 声明张量？

Question

我有一个函数将 n 维张量作为输入，我必须存储这个张量以便以后重用。但是，我事先并不知道我的张量的维度。我想这样做：

//in class.h
Eigen::Tensor<double, N> mytensor;
//in class.cpp 
mytensor = input;

有办法吗？

Answer 1

由于参数N是非类型模板参数，它必须是编译时已知的值。这意味着您不能真正在变量中存储未指定 N 的 Eigen::Tensor，因为每个具有不同大小的实例都是不同的类型。

您可以使用 std::variant 和 std::any 等容器解决此问题。它们使得可以分别存储来自封闭类型集或任何类型的类型的对象。例如，您可以使用 std::any 创建一个助手 tensor_holder class，如下所示：

template <typename T>
class tensor_holder
{
private:
    std::any _held;
    size_t _size;
public:
    template <int N>
    constexpr tensor_holder(Eigen::Tensor<T, N> tensor) :
        _held{std::move(tensor)},
        _size{N}
    {
    }
    constexpr tensor_holder(const tensor_holder&) = default;
    constexpr tensor_holder(tensor_holder&&) = default;
    template <size_t N>
    Eigen::Tensor<T, N>& get()
    {
        return std::any_cast<Eigen::Tensor<T, N>&>(_held);
    }
    template <size_t N>
    const Eigen::Tensor<T, N>& get() const
    {
        return std::any_cast<Eigen::Tensor<T, N>&>(_held);
    }
    constexpr int size() const noexcept
    {
        return _size;
    }
};

它将任意大小的 Eigen::Tensor 存储在 std::any 中。如果提供的大小不匹配，成员函数 get 将抛出 std::bad_any_cast 实际张量大小（请注意，作为编译时值的大小限制不会消失）。

假设您有一小组可能的张量大小，您可以运行函数内的不同分支，如下所示：

void use_tensor(const tensor_holder<double>& in)
{
    static tensor_holder held = in; // it can be stored for later    

    if (held.size() == 4)
    {
        auto& tensor = held.get<4>();
        tensor(0, 1, 2, 3) = 115.5;
    }
    else if (held.size() == 3)
    {
        // some other logic
    }
}

在这种情况下，您也可以使用 switch 而不是 if。仅当您必须支持的不同张量大小的数量很少时，此解决方案才实用。我不知道你打算如何使用你的张量，所以我很难说这个解决方案是否足够。

多亏了 class tensor_holder 的转换构造函数，您可以通过简单地为它提供任意大小的 Eigen::Tensor 来调用该函数：

use_tensor(Eigen::Tensor<double, 3>{});

(godbolt)

如何在不指定维数的情况下用 Eigen 声明张量？

How to declare a tensor with Eigen without specifying the dimension?

c++

eigen

tensor