如何在不指定维度的情况下使用 Eigen 声明张量？答案

【问题标题】：How to declare a tensor with Eigen without specifying the dimension?如何在不指定维度的情况下使用 Eigen 声明张量？
【发布时间】：2021-08-08 00:20:22
【问题描述】：

我有一个函数，它以 n 维张量作为输入，我必须存储这个张量以便以后重用。但是，我事先不知道我的张量的维度。我想这样做：

//in class.h
Eigen::Tensor<double, N> mytensor;
//in class.cpp 
mytensor = input;

有没有办法做到这一点？

【问题讨论】：

恐怕你用错了工具来完成这项工作。 N 只能在编译时指定。比我更了解 Eigen 的人可能会提供替代方案。
嗯，我认为这也不可能，但对于 N 必须是 constexpr，所以编译器在编译时已经知道......对于有限数量的不同N 你可以使用std::variant 像here。

标签： c++ eigen tensor

【解决方案1】：

由于参数N是一个非类型模板参数，它必须是编译时已知的值。这意味着您不能真正将带有未指定 N 的 Eigen::Tensor 存储在变量中，因为每个具有不同大小的实例化都是不同的类型。

您可以使用std::variant 和std::any 等容器解决此问题。它们可以分别存储来自封闭类型集或任何类型的类型的对象。例如，您可以使用 std::any 创建一个帮助程序 tensor_holder 类，如下所示：

template <typename T>
class tensor_holder
{
private:
    std::any _held;
    size_t _size;
public:
    template <int N>
    constexpr tensor_holder(Eigen::Tensor<T, N> tensor) :
        _held{std::move(tensor)},
        _size{N}
    {
    }
    constexpr tensor_holder(const tensor_holder&) = default;
    constexpr tensor_holder(tensor_holder&&) = default;
    template <size_t N>
    Eigen::Tensor<T, N>& get()
    {
        return std::any_cast<Eigen::Tensor<T, N>&>(_held);
    }
    template <size_t N>
    const Eigen::Tensor<T, N>& get() const
    {
        return std::any_cast<Eigen::Tensor<T, N>&>(_held);
    }
    constexpr int size() const noexcept
    {
        return _size;
    }
};

它将任意大小的Eigen::Tensor 存储在std::any 中。如果提供的大小不匹配，成员函数 get 将抛出 std::bad_any_cast 实际张量大小（请注意，大小作为编译时间值的限制不会消失）。

假设您有一小部分可能的张量大小，您可以像这样在函数中运行不同的分支：

void use_tensor(const tensor_holder<double>& in)
{
    static tensor_holder held = in; // it can be stored for later    

    if (held.size() == 4)
    {
        auto& tensor = held.get<4>();
        tensor(0, 1, 2, 3) = 115.5;
    }
    else if (held.size() == 3)
    {
        // some other logic
    }
}

在这种情况下，您也可以使用 switch 而不是 if。仅当您必须支持的不同张量大小的数量很少时，此解决方案才实用。我不知道你打算如何使用你的张量，所以我很难说这个解决方案是否足够。

感谢 tensor_holder 类的转换构造函数，您可以通过简单地提供任意大小的 Eigen::Tensor 来调用该函数：

use_tensor(Eigen::Tensor<double, 3>{});

(godbolt)

【讨论】：