在 Eigen 中使用 CwiseBinaryOp 时如何摆脱 "invalid use of incomplete type"

Question

我正在尝试用我自己的函数替换 Eigen 中 3x1 向量求和的函数。例如，

Matrix<float, 3, 1> q, q2, q3;
q.setRandom();
q2.setRandom();
q3.setRandom();
q3 = q + q2;

希望q3是自己函数计算出来的

由于 Eigen 实际上是通过 operator= 而不是 operator+ 来计算总和，而 operator+ 只是 returns 一个 CwiseBinaryOp 对象，我需要重载 operator=.

现在我正在使用 EIGEN_MATRIX_PLUGIN marco 将我的代码添加到 Eigen 的 Matrix.h:

inline Matrix<float, 3, 1> &operator=(
const CwiseBinaryOp<internal::scalar_sum_op<float>, const Matrix<float, 3, 1>, const Matrix<float, 3, 1>>
    &op) {
    float *t = m_storage.data();
    op.lhs(); //error here
    return *this;
}

我自己的函数需要访问指向q、q2和q3数据的指针。但是当我试图通过CwiseBinaryOp对象访问q和q2的数据时出现了以下错误。

In file included from /home/tong/Program/Eigen/Eigen/src/Core/Matrix.h:340:0,
                 from /home/tong/Program/Eigen/Eigen/Core:294,
                 from /home/tong/Program/Eigen/Eigen/Dense:1,
                 from /home/tong/ClionProjects/EigenTest/main.cpp:7:
/home/tong/ClionProjects/EigenTest/MatrixAddon.h: In member function ‘Eigen::Matrix<float, 3, 1>& Eigen::Matrix<_Scalar, _Rows, _Cols, _Options, _MaxRows, _MaxCols>::operator=(const Eigen::CwiseBinaryOp<Eigen::internal::scalar_sum_op<float>, const Eigen::Matrix<float, 3, 1>, const Eigen::Matrix<float, 3, 1> >&)’:
/home/tong/ClionProjects/EigenTest/MatrixAddon.h:12:7: error: invalid use of incomplete type ‘const class Eigen::CwiseBinaryOp<Eigen::internal::scalar_sum_op<float>, const Eigen::Matrix<float, 3, 1>, const Eigen::Matrix<float, 3, 1> >’
     op.lhs();
       ^
In file included from /home/tong/Program/Eigen/Eigen/Core:252:0,
                 from /home/tong/Program/Eigen/Eigen/Dense:1,
                 from /home/tong/ClionProjects/EigenTest/main.cpp:7:
/home/tong/Program/Eigen/Eigen/src/Core/util/ForwardDeclarations.h:89:65: error: declaration of ‘const class Eigen::CwiseBinaryOp<Eigen::internal::scalar_sum_op<float>, const Eigen::Matrix<float, 3, 1>, const Eigen::Matrix<float, 3, 1> >’
 template<typename BinaryOp,  typename Lhs, typename Rhs>  class CwiseBinaryOp;

我想知道为什么会出现这个错误以及如何消除它。

Answer 1

我不确定你这边出了什么问题，但我通过以下方式让它工作：

MatrixAddons.h

这是 header，其中包含您打算放置在 Eigen::Matrix class.

中的 operator= 的定义

Matrix<float, 3, 1>& operator=(
    const CwiseBinaryOp<internal::scalar_sum_op<float>, const Matrix<float,
    3, 1>, const Matrix<float, 3, 1>>& op)
{
    float *t = m_storage.data();
    op.lhs();
    return *this;
}

config.h

Header 定义 EIGEN_MATRIX_PLUGIN 指向 MatrixAddons.h header.

#define EIGEN_MATRIX_PLUGIN "MatrixAddons.h"

main.cpp

用于测试 expanded Eigen::Matrix class.

的 C++ 源代码

#include <iostream>
#include "config.h"
#include "Eigen/Core"

int main()
{
    Eigen::Matrix<float, 3, 1> q1, q2, q3;
    q1.setRandom();
    q2.setRandom();
    q3 = q1 + q2;
    std::cout << q3 << std::endl;
}

一些调试（或从新 operator= 记录）显示新添加的运算符作为 q3 = q1 + q2 语句的一部分被调用。

Answer 2

使用 g++，尝试运行预处理器 (-E)。检查输出时，您会注意到 operator= 函数出现在 Matrix class 定义的中间（class 声明从大约 500 行开始）。 CwiseBinaryOp class 的声明出现在上方（在其上方约 5,000 行）但未定义。对于您的版本，编译器需要在 operator= 函数中使用 CwiseBinaryOp 的定义，但尚未定义。它适用于 MSVC 而不是 g++ 的原因可能是由于 MSVC 的 "broken" 两阶段模板名称查找（我对此可能是错误的。参见 here 关于为什么 MSVC 接受代码而不是g++).

你可以通过像这样改变它来让 g++ 编译你的函数:

template <typename T>
Matrix<T, 3, 1>& operator=(
    const CwiseBinaryOp<
        internal::scalar_sum_op<T>,
        const Matrix<T, 3, 1>,
        const Matrix<T, 3, 1>
        > & op)
{
    std::cout << "Custom thingy\n";
    T *t = m_storage.data();
    op.lhs();
    return *this;
}

在这种情况下，operator= 函数在 CwiseBinaryOp class 的定义之后（大约 3,000 行之后）首次使用时才会 "defined" operator=定义）。

在 Eigen 中使用 CwiseBinaryOp 时如何摆脱 "invalid use of incomplete type"

How to get rid of "invalid use of incomplete type" when using CwiseBinaryOp in Eigen

c++

templates

operator-overloading

eigen