获取引用的 Eigen3 矩阵的所有权

Question

如何通过引用将特征矩阵A传递给函数，然后窃取A的所有权？

我正在编写一个 Python 的 C++ 扩展，它接收两个 std::vector<Eigen::Ref<Mat> > 并返回一个 std::vector<Mat>。返回向量的每个元素可以是输入向量中引用的新矩阵或旧矩阵。

来自 pybind11 的示例在此处使用 Eigen::Ref (pybind11 doc) 提到了 C++ 和 Python 之间的 pass-by-reference。

我尝试修改一个示例（来自old bug report）。但是源没有移动到目标。这是因为源矩阵最后不是空的。

测试：

#include <iostream>
#include <eigen3/Eigen/Dense>

typedef Eigen::MatrixXd Mat;

Mat func(Eigen::Ref<Mat> ref) {
    Mat target(std::move(ref));
    return target;
}

int main() {
  const std::size_t n = 2;
  Mat source = Mat::Zero(n, n);
  Mat target = func(source);
  std::cout << "source\n" << source << "\n";
  std::cout << "target\n" << target << "\n";
  return 0;
}

结果：

source
0 0
0 0
target
0 0
0 0

Answer 1

这是不可能的，因为Ref<MatrixXd> 的内存布局比MatrixXd 更通用，而且它甚至不拥有它引用的数据！因此，您唯一的解决方案是传递MatrixXd&。

Answer 2

ref 在你的函数内部是一个局部变量。可以动一下，没问题。但是您不能窃取所有权，因为它是按值传递的，您无权访问该对象，因为它存在于调用者的工作区中。此外，您将引用移动到Mat 的构造函数，这将简单地通过复制创建一个新矩阵（我假设，因为您不能将一种类型的对象移动到不同类型的对象）。

您看到的情况是因为ref 与调用者工作区中的source 共享数据。这是两个指向相同数据的不同对象。

如果您要返回引用对象（而不是像您那样创建一个使用引用对象初始化的新矩阵），那么引用可能会比引用的原始对象寿命长，并导致麻烦。

Answer 3

这适用于 C++：

测试：

#include <iostream>
#include <eigen3/Eigen/Dense>
#include <vector>

typedef Eigen::MatrixXd Mat;

void print_mats(std::string const& s, const std::vector<Mat>& v) {
    std::cout << s << "\n";
    for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
        std::cout << "matrix #" << i << "\n";
        std::cout << v[i] << "\n";
    }
}

std::vector<Mat> func(std::vector<Mat>& source) {
    std::vector<Mat> target;
    target.emplace_back(std::move(source[0]));
    return target;
}

int main() {
    const std::size_t n = 2;
    std::vector<Mat> source;
    // can't move Mat::Zero(n, n), which is a const expression.
    // no need for source.emplace_back(std::move(Mat::Zero(n, n)));
    source.emplace_back(Mat::Zero(n, n));
    print_mats("source before", source);
    std::vector<Mat> target = func(source);
    print_mats("source after", source);
    print_mats("target", target);

    return 0;
}

结果：

source before
matrix #0
0 0
0 0
source after
matrix #0

target
matrix #0
0 0
0 0