[Eigen中文文档] 将STL容器与Eigen一起使用

简介: 如果使用足够新的编译器(例如,GCC>=7、clang>=5、MSVC>=19.12)以 [c++17] 模式编译,那么编译器会自动处理所有事情,可以跳过本节。否则,在固定大小的可向量化 Eigen 类型或具有此类成员的类上使用 STL 容器时,需要使用过度对齐的分配器。

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英文原文(Using STL Containers with Eigen)

摘要

同样,如果使用足够新的编译器(例如,GCC>=7、clang>=5、MSVC>=19.12)以 [c++17] 模式编译,那么编译器会自动处理所有事情,可以跳过本节。

否则,在固定大小的可向量化 Eigen 类型或具有此类成员的类上使用 STL 容器时,需要使用过度对齐的分配器。

也就是说,分配器能够分配具有 16、32 甚至 64 字节对齐的缓冲区。Eigen 确实提供了一个接口:aligned_allocator

在 [c++11] 之前,如果想使用 std::vector 容器,还必须#include <Eigen/StdVector>

这些问题仅出现在固定大小的可向量化 Eigen 类型和具有此类 Eigen 对象作为成员的结构体中。对于其他 Eigen 类型,例如 Vector3fMatrixXd,在使用 STL 容器时无需特别注意。

使用对齐分配器

STL 容器有一个可选的模板参数,即分配器类型。在固定大小的可向量化 Eigen 类型上使用 STL 容器时,需要告诉容器使用在 16 字节对齐(或更多)位置分配内存的分配器。Eigen 提供了这样一个分配器:Eigen::aligned_allocator

例如:

std::map<int, Eigen::Vector4d>

他的对齐的分配器形式为:

std::map<int, Eigen::Vector4d, std::less<int>, 
         Eigen::aligned_allocator<std::pair<const int, Eigen::Vector4d>>>

请注意,第三个参数 std::less<int> 只是默认值,但必须包含它,因为要指定第四个参数,即分配器类型。

std::vector 的情况

本节仅适用于 c++98/03 用户。 [c++11](或以上)用户可以跳过这里。

c++98/03 中,因为标准中的一个 bug 使 std::vector 的情况更加复杂。为了解决这个问题,必须使用 Eigen::aligned_allocator#include <Eigen/StdVector>

示例如下:

#include<Eigen/StdVector>
/* ... */
std::vector<Eigen::Vector4f,Eigen::aligned_allocator<Eigen::Vector4f> >

std::vectorresize() 方法接受一个 value_type 参数(默认为 value_type())。因此,对于 std::vector<Eigen::Vector4d>,一些 Eigen::Vector4d 对象将按值传递,这会丢弃所有对齐修饰符,因此可以在未对齐的位置创建 Eigen::Vector4d。为了避免这种情况,唯一解决方案是特殊化 std::vector 以使其在 Eigen::Vector4d 上生效。

另一种选择 - 为 Eigen 类型特殊化 std::vector

作为上述推荐方法的替代方法,可以选择将 std::vector 特殊化为需要对齐的 Eigen 类型。优点是不需要使用 Eigen::aligned_allocator 声明 std::vector。缺点是需要在所有代码段之前定义特殊化,例如使用 std::vector<Vector2d>。否则,在不知道特殊化的情况下,编译器将使用默认的 std::allocator 编译该特定实例,并且程序很可能会崩溃。

示例如下:

include<Eigen/StdVector>
/* ... */
EIGEN_DEFINE_STL_VECTOR_SPECIALIZATION(Matrix2d)
std::vector<Eigen::Vector2d>
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