使用 std::nth_element 对 arma::mat 的行进行排序

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用 std::nth_element 对 arma::mat 的行进行排序

【英文标题】：Using std::nth_element to sort rows of an arma::mat

【发布时间】：2021-02-18 12:03:27

【问题描述】：

正如标题所提到的，我的目标是在犰狳矩阵上使用 std::nth_element，该矩阵包含一组 d 维的 N 个点，即 Nxd 矩阵。这些行代表一个 d 维点。 两行的比较应该沿着一个固定的维度进行，即

row(i)

我现在的想法是使用 Armadillo 提供的列迭代器并重载 std::swap 函数以与两个列迭代器和我想要的交换一起使用：

void swap(arma::mat::col_iterator& lhs, arma::mat::col_iterator& rhs)

    lhs->M->swap_rows(lhs->current_row, rhs->current_row);

这里我使用了 arma::mat 中的 swap_rows 方法。对 std::nth_element 的调用如下所示：

// Setting indices to indicate which submatrix should be sorted:
arma::uword first = nodes[currentNodeIndex].indexFirstElem;
arma::uword last  = nodes[currentNodeIndex].indexLastElem + 1;
arma::uword nth = (last - first) / 2;    
// Calling std::nth_element:
std::nth_element(points.begin_col(first), points.begin_col(nth), points.begin_col(last));

现在的问题是我在以上述方式重载交换时遇到编译器错误：

    kd_tree.cpp: In function ‘void swap(double*&, double*&)’:
kd_tree.cpp:25:7: error: request for member ‘M’ in ‘* lhs’, which is of non-class type ‘double’
   25 |  lhs->M->swap_rows(lhs->current_row, rhs->current_row);
      |       ^
kd_tree.cpp:25:25: error: request for member ‘current_row’ in ‘* lhs’, which is of non-class type ‘double’
   25 |  lhs->M->swap_rows(lhs->current_row, rhs->current_row);
      |                         ^~~~~~~~~~~
kd_tree.cpp:25:43: error: request for member ‘current_row’ in ‘* rhs’, which is of non-class type ‘double’
   25 |  lhs->M->swap_rows(lhs->current_row, rhs->current_row);

我猜错误告诉我列迭代器无法访问它所操作的矩阵 M？此外，似乎我无法访问我的迭代器所在的 current_row 。 我尝试查看armadillo-documentation，但除了它的存在以及如何使用begin() 对其进行初始化之外，没有关于所述迭代器的实际接口的更多信息。同样查看犰狳的实际代码对我没有帮助，因为我还没有找到arma:mat::col_iterator 的定义。

所以我的问题是上述错误告诉我什么，我该如何解决这个问题？此外，如果您碰巧知道解决所描述问题的更好方法，那也将受到高度赞赏。 :)

在此之前，我尝试为 arma::mat 的行编写自定义随机访问运算符，但这失败了，因为我无法重载 value_type& operator*() return A.row(i); ，因为 A.row(i) 似乎返回了一个临时的 arma::vec 对象或其他东西。

编辑：我应该提到我尝试使用this code snippet 实现我自己的迭代器并根据我的需要进行调整。上面的 swap-function 也是受到这个 code-sn-p 的启发。

【问题讨论】：

我认为你误解了迭代器应该如何工作amazon.co.uk/STL-Tutorial-Reference-Guide-Addison-Wesley/dp/…

【参考方案1】：

我不知道犰狳库，但您的错误消息似乎表明 arma::mat::col_iterator 是 double* 的 typedef。

您的目标是交换迭代器指向的值。 让我们尝试通过一个简单的独立测试来重现它：

#include <iostream>
#include <algorithm>

int main() 
    double* a = new double[2];
    double* b = new double[2];

    a[0] = 1.0;
    a[1] = 2.0;
    b[0] = 10.0;
    b[1] = 20.0;

    std::swap(a,b);
    std::cout << a[0] << "," << a[1] << std::endl;
    std::cout << b[0] << "," << b[1] << std::endl;    
    delete[] a;
    delete[] b;
    return 0;

上面会产生这个输出：

10,20

1,2

整个向量被交换了，为了实现你想要的，你应该提供自定义交换函数，只交换迭代器指向的值，这在我们的测试中很容易：

void swap(double*& a, double*& b) 

    std::swap(*a, *b);

所以，我会将你的交换函数修改为：

void swap(arma::mat::col_iterator& lhs, arma::mat::col_iterator& rhs)

    std::swap(*lhs,*rhs);

更新，重新阅读问题我不确定您是要交换元素还是整行，无论如何您都可以使用正确的交换功能来做到这一点。

【讨论】：

感谢您的回答！我的目标是在仅比较行的第 i 个条目之后交换整行的内容（而不仅仅是这些行的第 i 个条目）。所以简单地使用swap(arma::mat::col_iterator& lhs, arma::mat::col_iterator& rhs) 在我的情况下不起作用，因为它只会交换第 i 个条目。我的问题是我不知道如何在这里以正确的方式修改交换。