C++線性代數庫：Armadillo(犰狳) 使用初體驗(二）

之前介紹了Armadillo庫裡的Mat矩陣的構造、操作符以及csv的加載和儲存，更加具體的在官方的說明文檔armadillo裡。

矩陣對應行/列(row/col)

擷取矩陣的對應行采用M.row(x)，對應列采用M.col(x)(x為對應行标/列标）需要注意矩陣下标是從0開始。

.rows(x,y) 傳回一個子矩陣，該子矩陣為原矩陣取x到y行；

.cols(x,y) 傳回一個子矩陣，該子矩陣為原矩陣取x到y列；

mat55 M;
	M.randu();
	cout << "M : " << endl << M << endl;
	cout << "第0行 : " << endl << M.row(0) << endl;
	cout << "第0列 : " << endl << M.col(0) << endl;
           

mat55 M;
	M.randu();
	cout << "M : " << endl << M << endl;
	cout << "第1行到4行 : " << endl << M.rows(0,3) << endl;
	cout << "第2列到3列 : " << endl << M.cols(1,2) << endl;
           

疊代器

.begin() 傳回是指向第一個元素的疊代器；

.end() 傳回是指向最後一個元素的疊代器；

.begin_col( col_number ) 傳回指定列（col_number ）第一個元素的疊代器；

.end_col( col_number ) 傳回指定列（col_number ）最後一個元素的下一個元素的疊代器；

.begin_row( row_number ) 傳回指定行（row_number）第一個元素的疊代器；

.end_row( row_number ) 傳回指定行（row_number）最後一個元素的下一個元素的疊代器；

mat55 M;
	M.randu();
	cout << "M : " << endl << M << endl;
	mat::iterator it = M.begin();
	cout << "第一個元素 : " << endl << *it << endl;
	mat::row_iterator it_row = M.begin_row(0);
	cout << "第1行第一個元素 : " << endl << *it_row << endl;
	mat::col_iterator it_col = M.end_col(3);
	cout << "第4列最後一個元素的下一個元素 : " << endl << *it_col << endl;
           

矩陣的次方運算

.pow(M, y) 和标準庫中的pow類似，求矩陣M的y次方，最好在前面加上命名空間。

.sqrt(M) 求矩陣的平方根。還是在前面加上命名空間，養成好的習慣，這樣在遇見兩個相同函數名稱時候，就可以使用命名空間進行差別。

mat55 M;
	M.randu();
	mat M1 = arma::pow(M, 2);
	mat M2 = arma::sqrt(M);
           

矩陣中逐個元素進行操作

.for_each(lambda_function) 對矩陣中的每個元素進行操作。其中lambda函數需要自己寫。

當時用這個元素主要是在matlab中，要将矩陣A中每一個元素與一個max值比較，傳回元素為0/1矩陣，作者就找到了這個方法，可能大家有更好的方法，希望可以評論區交流。話不多說，直接上代碼。

mat55 M;
	M.randu();
	//定義h_max值
	double h_max = 0.3;
	//為了降低記憶體消耗，for_each是直接操作矩陣本身，是以建立一個矩陣拷貝，友善觀察對比。
	mat M_compare = M;
	//lambda函數，捕獲h_max,相當往函數裡傳入h_max參數,val為矩陣中的值，是以類型為elem_type。
	M_compare.for_each([h_max](mat::elem_type & val) {val = val < h_max ? 1 : 0; });
           

對矩陣索引号檢索

sub2ind( size(M), row, col ) 傳回一個指定元素針對矩陣M按列線性索引下标。下面的代碼傳回的是将M矩陣按照列順序排列為一列以後，矩陣M的第一行第二列元素在該列中的索引值。

mat55 M;
	M.randu();
	double num  = M(0,1);
	uword i = sub2ind(arma::size(M), 0, 1);
           

矩陣的類型轉換

conv_to< type >::from( X ) 将X類型矩陣轉變為type類型矩陣, 也可也将std::vector 轉為 arma::mat / arma::vec

mat55 M;
	M.randu();
	umat uM= arma::conv_to<umat>::from(M);
           

通路指定元素生成列向量

M.elem( vector_of_indices ) 通路vector_of_indices中指定的元素。M被看作一個列向量，M的元素按列排序。由find()函數生成)。指定元素的集合被視為列向量。該函數傳回一個列向量。

也可根據vector_of_indices改變原矩陣M的中的值。

mat55 M;
	M.randu();
	vec q = M.elem(find(M > 0.5));
           

mat55 M;
	M.randu();
	uvec indices;
	indices << 2 << 3 << 6 << 8;
	M.elem(indices) = ones<vec>(4);
           

持續更新

如有問題，歡迎各位指正。