eigen 初探

转自：http://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/7781936

最近和一些朋友讨论到了C++中数学工具的问题，以前总是很2地自己写矩阵运算，或者有时候在matlab里计算了一些数据再往C程序里倒，唉~想想那些年，我们白写的代码啊……人家早已封装好了！首先推荐几个可以在C++中调用的数学平台：eigen、bias、lapack、svd、CMatrix，本文着重eigen做以讲解，希望对各位有所帮助。

下面是本文主线，主要围绕下面几点进行讲解：

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Eigen是什么？

Eigen3哪里下载？

Eigen3的配置

Eigen3 样例代码有没有？

去哪里更深入学习？

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Eigen是什么？

Eigen是C++中可以用来调用并进行矩阵计算的一个库，里面封装了一些类，需要的头文件和功能如下：

Eigen的主页上有一些更详细的Eigen介绍。

Eigen3哪里下载？

这里是我下好的，这里是官网主页，请自行下载，是个code包，不用安装。

Eigen的配置

直接上图了，附加包含目录那里填上你放Eigen文件夹的位置即可。

Eigen的样例代码有没有？

当然有，这篇文章重点就是这里！

以下是我整理的一些常用操作，基本的矩阵运算就在下面了，算是个入门吧~主要分以下几部分：

建议大家放到编译环境里去看，因为我这里有一些region的东西，编译器下更方便看~

[cpp] view plaincopyprint?

1. #include <iostream> 
2. #include <Eigen/Dense> 
3.  
4. //using Eigen::MatrixXd; 
5. using namespace Eigen; 
6. using namespace Eigen::internal; 
7. using namespace Eigen::Architecture; 
8.  
9. using namespace std; 
10.  
11.  
12. int main() 
13. { 
14.  
15. #pragma region one_d_object 
16.  
17.     cout<<"*******************1D-object****************"<<endl; 
18.  
19.     Vector4d v1; 
20.     v1<< 1,2,3,4; 
21.     cout<<"v1=\n"<<v1<<endl; 
22.  
23.     VectorXd v2(3); 
24.     v2<<1,2,3; 
25.     cout<<"v2=\n"<<v2<<endl; 
26.  
27.     Array4i v3; 
28.     v3<<1,2,3,4; 
29.     cout<<"v3=\n"<<v3<<endl; 
30.  
31.     ArrayXf v4(3); 
32.     v4<<1,2,3; 
33.     cout<<"v4=\n"<<v4<<endl; 
34.  
35. #pragma endregion 
36.  
37. #pragma region two_d_object 
38.      
39.     cout<<"*******************2D-object****************"<<endl; 
40.     //2D objects: 
41.     MatrixXd m(2,2); 
42.  
43.     //method 1 
44.     m(0,0) = 3; 
45.     m(1,0) = 2.5; 
46.     m(0,1) = -1; 
47.     m(1,1) = m(1,0) + m(0,1); 
48.  
49.     //method 2 
50.     m<<3,-1, 
51.         2.5,-1.5; 
52.     cout <<"m=\n"<< m << endl; 
53.  
54. #pragma endregion 
55.  
56. #pragma region Comma_initializer 
57.  
58.     cout<<"*******************Initialization****************"<<endl; 
59.  
60.     int rows=5; 
61.     int cols=5; 
62.     MatrixXf m1(rows,cols); 
63.     m1<<( Matrix3f()<<1,2,3,4,5,6,7,8,9 ).finished(), 
64.         MatrixXf::Zero(3,cols-3), 
65.         MatrixXf::Zero(rows-3,3), 
66.         MatrixXf::Identity(rows-3,cols-3); 
67.     cout<<"m1=\n"<<m1<<endl; 
68.  
69. #pragma endregion 
70.  
71. #pragma region Runtime_info 
72.      
73.     cout<<"*******************Runtime Info****************"<<endl; 
74.  
75.     MatrixXf m2(5,4); 
76.     m2<<MatrixXf::Identity(5,4); 
77.     cout<<"m2=\n"<<m2<<endl; 
78.  
79.     MatrixXf m3; 
80.     m3=m1*m2; 
81.     cout<<"m3.rows()="<<m3.rows()<<"  ;  " 
82.              <<"m3.cols()="<< m3.cols()<<endl; 
83.      
84.     cout<<"m3=\n"<<m3<<endl; 
85.  
86. #pragma endregion 
87.      
88. #pragma region Resizing 
89.      
90.     cout<<"*******************Resizing****************"<<endl; 
91.  
92.     //1D-resize  
93.     v1.resize(4); 
94.     cout<<"Recover v1 to 4*1 array : v1=\n"<<v1<<endl; 
95.  
96.     //2D-resize 
97.     m.resize(2,3); 
98.     m.resize(Eigen::NoChange, 3); 
99.     m.resizeLike(m2); 
100.     m.resize(2,2); 
101.      
102. #pragma endregion 
103.  
104. #pragma region Coeff_access 
105.      
106.     cout<<"*******************Coefficient access****************"<<endl; 
107.  
108.     float tx=v1(1); 
109.     tx=m1(1,1); 
110.     cout<<endl; 
111.  
112. #pragma endregion 
113.  
114. #pragma  region Predefined_matrix 
115.  
116.     cout<<"*******************Predefined Matrix****************"<<endl; 
117.  
118.     //1D-object 
119.     typedef  Matrix3f   FixedXD; 
120.     FixedXD x; 
121.      
122.     x=FixedXD::Zero(); 
123.     x=FixedXD::Ones(); 
124.     x=FixedXD::Constant(tx);//tx is the value 
125.     x=FixedXD::Random(); 
126.     cout<<"x=\n"<<x<<endl; 
127.  
128.     typedef ArrayXf Dynamic1D; 
129.     //或者 typedef VectorXf Dynamic1D 
130.     int size=3; 
131.     Dynamic1D xx; 
132.     xx=Dynamic1D::Zero(size); 
133.     xx=Dynamic1D::Ones(size); 
134.     xx=Dynamic1D::Constant(size,tx); 
135.     xx=Dynamic1D::Random(size); 
136.     cout<<"xx=\n"<<x<<endl; 
137.  
138.     //2D-object 
139.     typedef MatrixXf Dynamic2D; 
140.     Dynamic2D y; 
141.     y=Dynamic2D::Zero(rows,cols); 
142.     y=Dynamic2D::Ones(rows,cols); 
143.     y=Dynamic2D::Constant(rows,cols,tx);//tx is the value 
144.     y=Dynamic2D::Random(rows,cols); 
145.  
146. #pragma endregion 
147.  
148. #pragma region Arithmetic_Operators 
149.  
150.     cout<<"******************* Arithmetic_Operators****************"<<endl; 
151.  
152.     //add & sub 
153.     MatrixXf m4(5,4); 
154.     MatrixXf m5; 
155.     m4=m2+m3; 
156.     m3-=m2; 
157.  
158.     //product 
159.     m3=m1*m2; 
160.   
161.     //transposition 
162.     m5=m4.transpose(); 
163.     //m5=m.adjoint();//伴随矩阵  
164.      
165.     //dot product 
166.     double xtt; 
167.     cout<<"v1=\n"<<v1<<endl; 
168.     v2.resize(4); 
169.     v2<<VectorXd::Ones(4); 
170.     cout<<"v2=\n"<<v2<<endl; 
171.  
172.     cout<<"*************dot product*************"<<endl; 
173.     xtt=v1.dot(v2); 
174.     cout<<"v1.*v2="<<xtt<<endl; 
175.  
176.     //vector norm 
177.  
178.     cout<<"*************matrix norm*************"<<endl; 
179.     xtt=v1.norm(); 
180.     cout<<"norm of v1="<<xtt<<endl; 
181.     xtt=v1.squaredNorm(); 
182.     cout<<"SquareNorm of v1="<<xtt<<endl; 
183.  
184. #pragma endregion 
185.  
186. cout<<endl; 
187. } 

#include <iostream>#include <Eigen/Dense>//using Eigen::MatrixXd;using namespace Eigen;using namespace Eigen::internal;using namespace Eigen::Architecture;using namespace std;int main(){#pragma region one_d_objectcout<<"*******************1D-object****************"<<endl;Vector4d v1;v1<< 1,2,3,4;cout<<"v1=\n"<<v1<<endl;VectorXd v2(3);v2<<1,2,3;cout<<"v2=\n"<<v2<<endl;Array4i v3;v3<<1,2,3,4;cout<<"v3=\n"<<v3<<endl;ArrayXf v4(3);v4<<1,2,3;cout<<"v4=\n"<<v4<<endl;#pragma endregion#pragma region two_d_objectcout<<"*******************2D-object****************"<<endl;//2D objects:MatrixXd m(2,2);//method 1m(0,0) = 3;m(1,0) = 2.5;m(0,1) = -1;m(1,1) = m(1,0) + m(0,1);//method 2m<<3,-1,2.5,-1.5;cout <<"m=\n"<< m << endl;#pragma endregion#pragma region Comma_initializercout<<"*******************Initialization****************"<<endl;int rows=5;int cols=5;MatrixXf m1(rows,cols);m1<<( Matrix3f()<<1,2,3,4,5,6,7,8,9 ).finished(),MatrixXf::Zero(3,cols-3),MatrixXf::Zero(rows-3,3),MatrixXf::Identity(rows-3,cols-3);cout<<"m1=\n"<<m1<<endl;#pragma endregion#pragma region Runtime_infocout<<"*******************Runtime Info****************"<<endl;MatrixXf m2(5,4);m2<<MatrixXf::Identity(5,4);cout<<"m2=\n"<<m2<<endl;MatrixXf m3;m3=m1*m2;cout<<"m3.rows()="<<m3.rows()<<"  ;  "     <<"m3.cols()="<< m3.cols()<<endl;cout<<"m3=\n"<<m3<<endl;#pragma endregion#pragma region Resizingcout<<"*******************Resizing****************"<<endl;//1D-resizev1.resize(4);cout<<"Recover v1 to 4*1 array : v1=\n"<<v1<<endl;//2D-resizem.resize(2,3);m.resize(Eigen::NoChange, 3);m.resizeLike(m2);m.resize(2,2);#pragma endregion#pragma region Coeff_accesscout<<"*******************Coefficient access****************"<<endl;float tx=v1(1);tx=m1(1,1);cout<<endl;#pragma endregion#pragma  region Predefined_matrixcout<<"*******************Predefined Matrix****************"<<endl;//1D-objecttypedef  Matrix3f   FixedXD;FixedXD x;x=FixedXD::Zero();x=FixedXD::Ones();x=FixedXD::Constant(tx);//tx is the valuex=FixedXD::Random();cout<<"x=\n"<<x<<endl;typedef ArrayXf Dynamic1D;//或者 typedef VectorXf Dynamic1Dint size=3;Dynamic1D xx;xx=Dynamic1D::Zero(size);xx=Dynamic1D::Ones(size);xx=Dynamic1D::Constant(size,tx);xx=Dynamic1D::Random(size);cout<<"xx=\n"<<x<<endl;//2D-objecttypedef MatrixXf Dynamic2D;Dynamic2D y;y=Dynamic2D::Zero(rows,cols);y=Dynamic2D::Ones(rows,cols);y=Dynamic2D::Constant(rows,cols,tx);//tx is the valuey=Dynamic2D::Random(rows,cols);#pragma endregion#pragma region Arithmetic_Operatorscout<<"******************* Arithmetic_Operators****************"<<endl;//add & subMatrixXf m4(5,4);MatrixXf m5;m4=m2+m3;m3-=m2;//productm3=m1*m2; //transpositionm5=m4.transpose();//m5=m.adjoint();//伴随矩阵//dot productdouble xtt;cout<<"v1=\n"<<v1<<endl;v2.resize(4);v2<<VectorXd::Ones(4);cout<<"v2=\n"<<v2<<endl;cout<<"*************dot product*************"<<endl;xtt=v1.dot(v2);cout<<"v1.*v2="<<xtt<<endl;//vector normcout<<"*************matrix norm*************"<<endl;xtt=v1.norm();cout<<"norm of v1="<<xtt<<endl;xtt=v1.squaredNorm();cout<<"SquareNorm of v1="<<xtt<<endl;#pragma endregioncout<<endl;}

 

 

去哪里更深入学习？

Please refer toEigen中的类及函数、Eigen的官方教程，和一些教程上的相关内容。