如何在Eigen3库中有效地提取复杂矩阵的实部/虚部?

时间:2014-03-11 10:43:43

标签: c++ matlab eigen3

我在Eigen3库中有一些复杂,密集的矢量/矩阵,我想将实部和虚部提取到单独的数组中。在Matlab中,我可以做类似

的事情
cplxFoo = [1, 1i; -1i -1]
re = real(cplxFoo)
im = imag(cplxFoo)

期望产生

cplxFoo =
   1.0000 + 0.0000i   0.0000 + 1.0000i
   0.0000 - 1.0000i  -1.0000 + 0.0000i
re =
     1     0
     0    -1
im =
     0     1
    -1     0

Eigen3中有real()imag() Matlab函数吗?

现在,我知道唯一可行的方法就是

MatrixXcd cplxFoo = ...;
MatrixXd re(cplxFoo.rows(), cplxFoo.cols());
MatrixXd im(cplxFoo.rows(), cplxFoo.cols());

for(size_t j=0; j<cplxFoo.cols(); ++j) {
    for(size_t i=0; i<cplxFoo.rows(); ++i) {
        re(i, j) = cplxFoo(i,j).real();
        im(i, j) = cplxFoo(i,j).imag();
    }
}

它可以工作,我甚至可以把它放在一个函数中,但是我不得不做自己的循环矢量化,展开等等,而且我必须做一个额外的副本。

我希望能够做的是在Map<MatrixXd>周围以适当的步幅包裹几个cplxFoo以获得实部和虚部。但问题是MatrixXcd的元素是std::complex<double>,我不确定它的布局是什么。我的猜测std::complex<T>基本上像struct {T real; T imag;};那样布局,这样当你创建一个std::complex<T>数组时,实部和虚部就会被紧密打包和交错(和这也似乎是this SO question)的共识,但这是否由C ++标准保证? AFAICT,一个兼容的C ++编译器可以像struct {T imag; T real;};那样(注意改变的顺序),或者像

这样更具异国情调的东西。
class {
    T radius;
    T angle;

public:
    T real() const { return radius * cos(angle); }
    T imag() const { return radius * sin(angle); }
    /* ... */
};

那么,是否可以在Map<MatrixXd>周围以适当的步幅包裹几个cplxFoo?如果是这样,我该如何正确设置步幅?

或者,有没有办法让Eigen的复杂数据类型为实部和虚部使用单独的内存块?

对于它的价值,我需要这样做的原因是因为我需要将Eigen库与MATLAB接口,MATLAB只能处理实部和虚部的单独数组,而不是以任何方式交错。

1 个答案:

答案 0 :(得分:10)

这很简单,只需使用.real().imag()次观看次数:

MatrixXcd M;
MatrixXd r, i;
r = M.real();
i.imag();

请注意,您可以将M.real()用于表达式,而无需将其复制到MatrixXd