关于 boost::ublas 中的逐元素操作答案

【问题标题】：regarding element-by-element operations in boost::ublas关于 boost::ublas 中的逐元素操作
【发布时间】：2012-05-20 20:15:56
【问题描述】：

我发现 boost::ublas 不太支持逐元素操作和顺序操作（但是效率相当高:)）我正在尝试

D = A^2 .* B^3 .* C

其中A、B、C都是大小相同的方阵，运算符“.*”表示逐元素运算，^是矩阵的幂。用 boost:ublas，我写了

for (int n=0; n<300; n++)
{
  for (int k=0; k<300; k++)
  {
    D(n, k) = pow(abs(A(n, k)), 2)*pow(abs(B(n, k)), 3)*C(n, k);
  }
}

在我的程序中，我有许多类似上面所示的后续操作，无论如何我可以得到相同的结果，但使用一行代码而不是循环？

另外，我观察到为矩阵或向量的所有元素分配一个常数似乎是无效的

boost::numeric::ublas::vector v(100); v = 0.2;

相反，我必须使用循环再次执行分配，有更好的方法来保存一些代码吗？我的算法真的很长，并且有很多像上面提到的那样繁琐的操作。我尝试了另一个数值库 Armadillo，它提供了一种简化操作的好方法，但它目前不假设稀疏矩阵（运行我的代码将花费大约 10 次）。

【问题讨论】：

标签： c++ matrix ublas

【解决方案1】：

您可以很容易地将常量分配给向量或矩阵：

vector<double> v = scalar_vector<double>(100, 0.2);

正则向量（但不是 c_vector 或 bounded_vector）甚至有一个构造函数：

vector<double> v(100, 0.2);

至于元素操作，您也可以轻松定义自己的，它只是样板代码，例如绝对权力:) :

namespace boost { namespace numeric { namespace ublas {
template<class M, class P>
struct scalar_power:
    public scalar_binary_functor<M, P> {
    typedef typename scalar_binary_functor<M, P>::argument1_type argument1_type;
    typedef typename scalar_binary_functor<M, P>::argument2_type argument2_type;
    typedef typename scalar_binary_functor<M, P>::result_type result_type;

    static BOOST_UBLAS_INLINE
    result_type apply (argument1_type t1, argument2_type t2) {
        return pow(abs(t1), t2);
    }
};

template<class M, class P>
BOOST_UBLAS_INLINE
typename enable_if< is_convertible<P, typename M::value_type>,
typename matrix_binary_scalar2_traits<M, const P, scalar_power<typename M::value_type, P> >::result_type
>::type
operator ^ (const matrix_expression<M> &m,
            const P &p) {
    typedef typename matrix_binary_scalar2_traits<M, const P, scalar_power<typename M::value_type, P> >::expression_type expression_type;
    return expression_type (m(), p);
}
}}}

在此之后，您的表达式变为：

D = element_prod(A^2, element_prod(B^3, C));

【讨论】：