c++ - 混合三元运算和特征数组

Question

我在 Eigen 文档 ( http://eigen.tuxfamily.org/index.php?title=Pit_Falls#Ternary_operator ) 中读到 Eigen 不能很好地处理三元运算；这当然是我的经验。

我想做的是根据几个 bool 标志构造一个数组，下面代码段中的 use_XXX 标志。我知道至少有一个标志从之前的检查中是正确的，但我无法编译这个 block 。以下是我尝试过但不起作用的其他选项:

1. 使用位掩码之类的东西为 umat 构造 2^4 = 16 个逻辑选项 - 代码最终变得冗长且难以维护；呸……

2. 将 umat 初始化为零，然后遍历条件，进行就地减法 - 这比我手动注释掉术语时的单个求和要慢很多

另一个想法是尝试用标志乘以表达式，希望 Eigen 会使用它的模板魔法来弄清楚要做什么，但这也没有用，因为在我的例子中我没有初始化数组，如果我不使用它(这个循环中的性能非常关键的代码)

umat = (
    (use_gauss_delta ? -coeffs.eta*delta_minus_epsilon.square() : 0)
    +
    (use_delta_ld ? -coeffs.cd*delta_to_ld : 0)
    +
    (use_gauss_tau ? -coeffs.beta*tau_minus_gamma.square() : 0)
    +
    (use_tau_lt ? -coeffs.ct*tau_to_lt : 0)
    )
);

编辑

我还尝试了 select 函数，它可以工作，但是速度很慢。每个 mask_XXX 都是 Eigen::ArrayXi，所有其他的都是 Eigen::ArrayXd

umat = (
    mask_gauss_delta.select(-coeffs.eta*delta_minus_epsilon.square(),0)
    +
    mask_delta_ld.select(-coeffs.cd*delta_to_ld,0)
    +
    mask_gauss_tau.select(-coeffs.beta*tau_minus_gamma.square(),0)
    +
    mask_tau_lt.select(-coeffs.ct*tau_to_lt,0)
);

Answer 1

您可以通过添加 .eval() 到一个条件。请参见下面的示例:

#include <Eigen/Core>
#include <iostream>

using Eigen::ArrayXd;
int main(int argc, char** argv)
{
    ArrayXd aa, res;
    int size = 6;
    aa.setLinSpaced(size, 0, 5);
    double d = 345.5;

    res = (true ? (d * aa.square()).eval() : ArrayXd::Zero(size));
    std::cout << res << std::endl;
    res = (false ? (d * aa.square()).eval() : ArrayXd::Zero(size));
    std::cout << res << std::endl;


    return 0;
}

d * aa.square() 是一个 CwiseBinaryOp，其中 ArrayXd::Zero(size) 是一个 CwiseNullaryOp，两者都不能转换为另一个。将 .eval() 添加到其中一个使其成为 ArrayXd(并将创建一个您似乎不想要的临时对象)并使三元运算起作用。然而，

whatever = 
(true  ? (d * aa.square()).eval() : ArrayXd::Zero(size)) + 
(false ? (d * aa.square()).eval() : ArrayXd::Zero(size));

仍会导致 ArrayXd::Zero(size) 被评估为临时的，从而降低性能。性能最好的选项可能是

if(use_gauss_delta) umat += -coeffs.eta*delta_minus_epsilon.square();
if(use_delta_ld)    umat += -coeffs.cd*delta_to_ld;
if(use_gauss_tau)   umat += -coeffs.beta*tau_minus_gamma.square();
if(use_tau_lt)      umat += -coeffs.ct*tau_to_lt;

主要缺点是评估最多会发生四次，但如果不构建您提到的 2^4 选项，我想不出避免这种情况的方法。