Eigen库基础知识

1.Eigen中矩阵的数据类型

#include <Eigen/Dense>             // 基本函数只需要包含这个头文件

Matrix<double, 3, 3> A;                // 固定了行数和列数的矩阵和Matrix3d一致.

Matrix<double, 3, Dynamic> B;          // 固定行数.

Matrix<double, Dynamic, Dynamic> C;    // 和MatrixXd一致.

Matrix<double, 3, 3, RowMajor> E;      // 按行存储; 默认按列存储.


Matrix3f P, Q, R;                      // 3x3 float 矩阵.

Vector3f x, y, z;                      // 3x1 float 列向量. 3维列向量

RowVector3f a, b, c;                    // 1x3 float 行向量.

VectorXd v;                            // 动态长度double型列向量


x.size()                // 向量长度

C.rows()              // 矩阵行数

C.cols()               // 矩阵列数

x(i)                       // 下标0开始,访问向量元素

C(i,j)                    //下标从0,0开始,访问矩阵元素



2.Eigen 中的特殊矩阵

MatrixXd::Identity(rows,cols)      // 单位矩阵

C.setIdentity(rows,cols)               //  单位矩阵

MatrixXd::Zero(rows,cols)          // 零矩阵

C.setZero(rows,cols)                    // 零矩阵

MatrixXd::Ones(rows,cols)          // 全一矩阵

C.setOnes(rows,cols)                   // 全一矩阵

MatrixXd::Random(rows,cols)         // 元素随机在-1->1

C.setRandom(rows,cols)                  //  同上

VectorXd::LinSpaced(size,low,high)   // 线性分布的数组

v.setLinSpaced(size,low,high)        //线性分布的数组



3.Eigen中矩阵分块

// Eigen                         

x.head(n)                          // x(1:n)  用于数组提取前n个[vector]

x.head<n>()                        // x(1:n)    同理

x.tail(n)                          // x(end - n + 1: end)同理

x.tail<n>()                        // x(end - n + 1: end)同理

x.segment(i, n)                    // x(i+1 : i+n)同理

x.segment<n>(i)                    // x(i+1 : i+n)同理

P.block(i, j, rows, cols)          // P(i+1 : i+rows, j+1 : j+cols)i,j开始,rows行cols列

P.block<rows, cols>(i, j)          // P(i+1 : i+rows, j+1 : j+cols)i,j开始,rows行cols列

P.row(i)                          // P(i+1, :)i行

P.col(j)                          // P(:, j+1)j列

P.leftCols<cols>()                // P(:, 1:cols)左边cols列

P.leftCols(cols)                  // P(:, 1:cols)左边cols列

P.middleCols<cols>(j)              // P(:, j+1:j+cols)中间从j数cols列

P.middleCols(j, cols)              // P(:, j+1:j+cols)中间从j数cols列

P.rightCols<cols>()                // P(:, end-cols+1:end)右边cols列

P.rightCols(cols)                  // P(:, end-cols+1:end)右边cols列

P.topRows<rows>()                  // P(1:rows, :)同列

P.topRows(rows)                    // P(1:rows, :)同列

P.middleRows<rows>(i)              // P(i+1:i+rows, :)同列

P.middleRows(i, rows)              // P(i+1:i+rows, :)同列

P.bottomRows<rows>()              // P(end-rows+1:end, :)同列

P.bottomRows(rows)                // P(end-rows+1:end, :)同列

P.topLeftCorner(rows, cols)        // P(1:rows, 1:cols)上左角rows行,cols列

P.topRightCorner(rows, cols)      // P(1:rows, end-cols+1:end)上右角rows行,cols列

P.bottomLeftCorner(rows, cols)    // P(end-rows+1:end, 1:cols)下左角rows行,cols列

P.bottomRightCorner(rows, cols)    // P(end-rows+1:end, end-cols+1:end)下右角rows行,cols列

P.topLeftCorner<rows,cols>()      // P(1:rows, 1:cols)同上

P.topRightCorner<rows,cols>()      // P(1:rows, end-cols+1:end)同上

P.bottomLeftCorner<rows,cols>()    // P(end-rows+1:end, 1:cols)同上

P.bottomRightCorner<rows,cols>()  // P(end-rows+1:end, end-cols+1:end)同上




4.Eigen中矩阵的转置

// Eigen                         

R.adjoint()                           // R' 伴随矩阵

R.transpose()                      // R.' or conj(R')转置

R.diagonal()                        // diag(R)对角

x.asDiagonal()                    // diag(x)对角阵(没有重载<<)

R.transpose().colwise().reverse();    // rot90(R)所有元素逆时针转了90度

R.conjugate()                      // conj(R)共轭矩阵

5.Eigen中矩阵乘积

y  = M*x;         

R  = P*Q;       

R  = P*s;

a  = b*M;         

R  = P - Q;     

R  = s*P;

a *= M;           

R  = P + Q;     

R  = P/s;

R *= Q;         

R  = s*P;

R += Q;         

R *= s;

R -= Q;         

R /= s;



6.Eigen中矩阵的单个元素操作


// Eigen                 

R = P.cwiseProduct(Q);    // R = P .* Q 对应点相乘

R = P.array() * s.array();    // R = P .* s 对应点相乘

R = P.cwiseQuotient(Q);   // R = P ./ Q 对应点相除

R = P.array() / Q.array();    // R = P ./ Q对应点相除

R = P.array() + s.array();   // R = P + s对应点相加

R = P.array() - s.array();    // R = P - s对应点相减

R.array() += s;          // R = R + s全加s

R.array() -= s;          // R = R - s全减s

R.array() < Q.array();      // R < Q 以下的都是针对矩阵的单个元素的操作

R.array() <= Q.array();    // R <= Q矩阵元素比较,会在相应位置置0或1

R.cwiseInverse();           // 1 ./ P

R.array().inverse();        // 1 ./ P

R.array().sin()          // sin(P)

R.array().cos()          // cos(P)

R.array().pow(s)          // P .^ s

R.array().square()        // P .^ 2

R.array().cube()          // P .^ 3

R.cwiseSqrt()            // sqrt(P)

R.array().sqrt()          // sqrt(P)

R.array().exp()          // exp(P)

R.array().log()          // log(P)

R.cwiseMax(P)            // max(R, P) 对应取大

R.array().max(P.array())    // max(R, P) 对应取大

R.cwiseMin(P)            // min(R, P) 对应取小

R.array().min(P.array())    // min(R, P) 对应取小

R.cwiseAbs()                // abs(P) 绝对值

R.array().abs()              // abs(P) 绝对值

R.cwiseAbs2()              // abs(P.^2) 绝对值平方

R.array().abs2()            // abs(P.^2) 绝对值平方

(R.array() < s).select(P,Q);  // (R < s ? P : Q)这个也是单个元素的操作

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