如何在 C++ 中使用类似 matlab 的运算符和 stl 向量答案

【问题标题】：Howto use matlab like operator in C++ with stl vector如何在 C++ 中使用类似 matlab 的运算符和 stl 向量
【发布时间】：2012-10-30 07:02:45
【问题描述】：

在matlab中我们可以使用matlab操作符如下：

M=[1 2 3 4, 5 6 7 8, 9 10 11 12]
M[:,1] = M[:,2] + M[:,3]

对矩阵的所有行应用相同的操作我想知道我们是否可以应用相同的操作将值设置为std::vector 中的一系列值，就像使用冒号（:）matlab 的运算符一样。实际上，我使用向量来存储矩阵值。

vector<int> M;

提前致谢。

【问题讨论】：

C++ 对此没有标准操作。您必须自己编程或使用第 3 方矩阵库
@JoachimPileborg 有趣的功能，我不知道，但这不是我想要的；谢谢。
@tuxworker：你如何想象一个没有元素循环的矩阵操作？
SSE SIMD 矢量化之类的东西？
@tuxworker，基本上你可以一次操作 4 个floats 或 2 个doubles（Matlab 也依赖于此）。虽然，因为它是非常低级的代码来处理，我建议使用 eigen（见答案）或其他库。

标签： c++ stl vector operators

【解决方案1】：

有一些 C++ 库可以像 matlab 一样处理矩阵（也允许 SIMD 向量化）；例如，您可能需要考虑eigen。

如果您不想依赖外部库，您可能需要考虑std::valarray，它已被明确考虑用于代数计算（使用valarrays，您可以使用std::slices 根据需要提取子矩阵）。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以定义一个以std::vector<int> 为参数的“免费”运算符：

std::vector<int> operator +(const std::vector<int> &a, const std::vector<int> &b)
{
    std::vector<int> result(a); // Copy the 'a' operand.

    // The usual matrix addition is defined for two matrices of the same dimensions.
    if (a.size() == b.size())
    {
        // The sum of two matrices a and a, is computed by adding corresponding elements.
        for (std::vector<int>::size_type i = 0; i < b.size(); ++b)
            // Add the values of the 'b' operand.
            result[i] += b[i];

        return result;
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    std::vector<int> a;
    std::vector<int> b;

    // The copy constructor takes care of the assignement.
    std::vector<int> c(a + b);

    return 0;
}

operator + 的实现非常幼稚，但只是一个想法。当心！，我在添加操作之前放置了一个 ckeck，如果检查未通过，则返回 a 操作数的副本，我认为这不是您想要的行为。

我已将运算符放在main 的同一个文件中，但您可以将其放在任何您想要的位置，只要它在执行操作的位置可见即可。

当然，你可以定义你想要的操作符，以链式操作实现一些更复杂的操作。

我的数学概念已经很老了，但我希望它会有所帮助。

【讨论】：

能否详细说明如何do the stuff？这就是问题的重点。
对不起，我误解了这个问题，我的数学概念很老，但我会尽力提供帮助。