如何调整 Eigen::MatrixXd 的 std::vector 的大小

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何调整 Eigen::MatrixXd 的 std::vector 的大小

【英文标题】：How to resize a std::vector of Eigen::MatrixXd

【发布时间】：2020-07-06 14:46:25

【问题描述】：

我需要在我的程序中使用特征矩阵向量。向量的大小是已知的。但是向量的每个成员对应的矩阵大小可以有不同的大小，需要动态分配。基于https://eigen.tuxfamily.org/dox/group__TopicStlContainers.html 我想我可以将我的矩阵声明为

#define EIGEN_USE_MKL_ALL 
#define EIGEN_USE_LAPACKE

// Additional libraries
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include "Eigen/Core"
#include "Eigen/LU"
#include "Eigen/StdVector"

int A = 4;
int B = 5;


std::vector<Eigen::MatrixXd > inv_K_mat2(A,B);

这会导致编译时出现以下错误

error C2664: 'std::vector<Eigen::MatrixXd,std::allocator<_Ty>>::vector(std::vector<_Ty,std::allocator<_Ty>> &&,const _Alloc &) noexcept(<expr>)': cannot convert argument 2 from 'int' to 'const _Alloc &'
1>        with
1>        [
1>            _Ty=Eigen::MatrixXd,
1>            _Alloc=std::allocator<Eigen::MatrixXd>
1>        ]
1>        and
1>        [
1>            _Alloc=std::allocator<Eigen::MatrixXd>
1>        ]
1>e:\users\pkuma\work\edem_flex_tire\edem-deformable-tire-develop\compiler\pme_flextire_interface.cpp(107): note: Reason: cannot convert from 'int' to 'const _Alloc'
1>        with
1>        [
1>            _Alloc=std::allocator<Eigen::MatrixXd>
1>        ]

如果我将声明更改为，则编译成功

std::vector<Eigen::Matrix<double, 4, 5 > > inv_K_mat2;

是否有不同的方法来初始化特征矩阵向量，其中大小可以动态分配？

【参考方案1】：

为什么会出现这个错误？

让我们看看你的代码：

std::vector<Eigen::MatrixXd> inv_K_mat2(A,B);

您正在尝试构造 std::vector 的事物（在本例中，是动态大小的特征矩阵）。但是没有constructor to std::vector 将两个整数作为参数。构造函数的某些版本（上面链接中的版本 (3) 和 (4)）将整数作为第一个参数 - 向量的初始大小 - 以及可选的第二个参数。

在版本 (3) 中，第二个参数的类型是 const T&，即包含在向量中的类型：在我们的例子中是 MatrixXd。您可以将整数 B 转换为 const MatrixXd& 吗？不，所以编译器会考虑另一个候选者：构造函数版本 (4)。

编译器假定第二个参数必须是分配器。您可以将 int 转换为分配器吗？不，这是一个问题，这就是您收到的错误消息的含义：

cannot convert argument 2 from 'int' to 'const _Alloc &'

为什么你的第二个版本有效？

现在让我们看看下一个版本：

std::vector<Eigen::Matrix<double, 4, 5 > > inv_K_mat2;

在这种情况下，情况有所不同。您正在构造一个不同类型的向量T（这次是一个固定大小的 4×5 特征矩阵），构造函数没有参数：上面链接中的版本 (1)。这很好，编译器很高兴。

请注意，在这种情况下，您构造的向量一开始是空的（它包含 0 个矩阵）。如果你想构造一个初始化为包含 42 个固定大小矩阵的向量，你可以这样做

std::vector<Eigen::Matrix<double, 4, 5 > > inv_K_mat2(42);

这里我们再次使用带有整数参数的构造函数版本 (3)。我们的向量从 42 个固定大小的 4×5 矩阵开始。请注意，当然没有任何矩阵元素被初始化。但是我们的好朋友构造函数 (3) 允许我们提供 const T& 类型的参数作为所有元素的初始值。所以这给了我们类似的东西：

std::vector<Eigen::Matrix<double, 4, 5>> inv_K_mat2(42, Eigen::Matrix<double, 4, 5>::Zero());

这将初始化一个由 42 个固定大小的 4×5 矩阵组成的向量，全部设置为值 Eigen::Matrix<double, 4, 5>::Zero()（即一个 0 初始化的固定大小 4×5 矩阵）。

我们如何使它适用于动态矩阵？

我们将使用与此处固定大小矩阵相同的策略。关键区别在于，对于MatrixXd，我们需要在MatrixXd 的构造函数中指定大小。因此，我们将再次调用 std::vector 构造函数 (3)，并将初始大小作为第一个参数，并将新构造的大小为 4 和 5 的 MatrixXd 作为第二个参数。

std::vector<Eigen::MatrixXd> inv_K_mat2(42, Eigen::MatrixXd(4, 5));

或者，如果你想将所有矩阵初始化为 0，你可以使用 MatrixXd' zero 函数，它允许你构造一个任意给定大小的零矩阵作为参数：

std::vector<Eigen::MatrixXd> inv_K_mat2(42, Eigen::MatrixXd::Zero(4, 5));

【讨论】：

非常感谢您的详细解释。