我們一起聊聊 C++ 好用的矩陣運算庫Eigen
背景
Eigen 是一個高級的 C++ 庫,用于線性代數、矩陣和向量運算,數值解算,以及相關的數學運算。
Eigen 被廣泛應用于計算機視覺、機器學習、信號處理等領域。
Eigen 庫的設計理念是提供高效、靈活和易于使用的數學運算工具。
Eigen
概述
Eigen 是一個高性能的 C++ 模板庫,主要用于線性代數、矩陣和向量運算、數值解決以及相關的算法。
Eigen 性能高效、使用方便,是科學計算、機器學習、機器人學和其他需要高性能數學運算的領域中的流行選擇。
基本特性
- 高性能:采用模板化設計,可以支持各種數據類型的矩陣和向量運算,包括 float、double、int 等。
- 無依賴:頭文件庫,不需要預先編譯、只需將其頭文件包含在項目中即可。
- 跨平臺:可以在多種操作系統和架構上工作,包括 Windows、Linux 和 macOS。
- 接口豐富:提供了豐富的線性代數運算,包括矩陣乘法、矩陣逆、特征值、奇異值分解等。
應用場景
Eigen 庫廣泛應用于計算機視覺、機器學習、信號處理等領域
數據統計分析
許多統計方法都基于線性代數實現,涉及到大量的矩陣運算。
計算機視覺
可以用于圖像特征提取、相機標定、立體匹配等
金融領域
在風險管理、投資組合優化等領域,也需要進行大量的數學計算。
機器學習
可以用于數據降維、模型參數估計等。
信號處理
可以用于信號濾波、信號分解等。
Eigen 使用
下載與編譯
源碼下載地址:https://gitlab.com/libeigen/eigen。
Eigen 是一個 head only 的庫,無需編譯。
基本使用
頭文件引用
在項目設置中添加頭文件引用:
圖片
代碼示例
下面是一個簡單的 Eigen 庫使用示例,演示如何創建一個矩陣和向量,并進行矩陣乘法運算:
#include <iostream>
#include <Eigen/Dense>
using namespace Eigen;
using namespace std;
int main()
{
// 創建一個 3x3 矩陣
Matrix3d A;
A << 1, 2, 3,
4, 5, 6,
7, 8, 9;
// 創建一個 3x1 向量
Vector3d b;
b << 1, 2, 3;
// 進行矩陣乘法運算
Vector3d c = A * b;
// 輸出結果
cout << "矩陣 A * 向量 b 的結果為:" << endl << c << endl;
return 0;
}
運行結果如下:
圖片