[C++知识库]C++ Armadillo矩阵库的安装与基本用法

Armadillo

安装

Armadillo是一个具有Matlab风格的线性代数包。下载之后解压到任意文件夹，然后对VS工程进行设置。

1. 菜单栏生成->配置管理器，将平台改为x64
2. 右键项目名称->属性(快捷键Shift+F4)，编辑VC++目录。将..\armadillo-9.900.5\examples\lib_win64这个文件夹的绝对路径添加到包含目录和库目录中。
3. 点击C/C++->常规，将..\armadillo-9.900.5\include这个文件夹的绝对路径添加到附加包含目录中。
4. 点击链接器->常规，将\armadillo-9.900.5\examples\lib_win64文件夹的绝对路径添加到附加库目录中。
5. 选择链接器->输入，将lib_win64中的两个文件blas_win64_MT.lib和lapack_win64_MT.lib添加到附加依赖项中
6. 配置完成后，将\armadillo-9.900.5\examples\lib_win64下的dll文件复制到新建项目的debug文件夹下。

入门案例

mat格式是Armadillo中最基础的矩阵格式，其赋值方法如下代码所示。

#include <iostream>
#include <armadillo>    //armadillo

using namespace std;
using namespace arma;   //armadillo的命名空间

int main(){
    mat A(2, 3);        //可建立2行3列的矩阵
    cout << A.n_rows << endl;  // 输出为2
    cout << A.n_cols << endl;  // 输出为3
    A(1,2)=15;          //第1行第2个数赋值为15
    A = 5.0;            //将A变为1X1的矩阵，其值为5
    A.set_size(4, 5);   //重新设置矩阵的行列数
    A.fill(5.0);        //将A的所有值都置为5.0
    A.print("A:");
    system("pause");
    return 0;
}

最后的A.print("A:");语句得到

A:
   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000
   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000
   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000
   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000   5.0000
请按任意键继续. . .

直接赋值

此外，矩阵可直接赋值，每行元素用<<间隔，每行结尾用endr区分。对于已经建立的矩阵，可以非常方面地求行列式与逆矩阵，并提供了保存功能。案例如下

int main(){
    mat A();
    //为矩阵A赋值
    A << 0.165300 << 0.454037 << 0.995795 << 0.124098 << endr
        << 0.688782 << 0.036549 << 0.552848 << 0.937664 << endr
        << 0.348740 << 0.479388 << 0.506228 << 0.145673 << endr
        << 0.148678 << 0.682258 << 0.571154 << 0.874724 << endr;
    cout << det(A) << endl;     //计算行列式
    cout << inv(A) << endl;     //计算逆矩阵
    A.save("A.txt", raw_ascii); //存储矩阵
    system("pause");
}

其结果为

0.227747        //此为矩阵行列式的值，下面是逆矩阵

  -1.0136   0.7210   2.3596  -1.0220
  -0.9098  -0.9106   1.8929   0.7899
   1.6083   0.2419  -1.1112  -0.3025
  -0.1682   0.4297  -1.1519   0.8983
请按任意键继续. . .

切片

int main(){
    mat B;
    B.load("A.txt");    //加载刚刚存储的矩阵
    cout << B(span(0, 2), span(3, 4)) << endl;
    cout << B(0, 3, size(3, 2)) << endl;//起始点为(0,3)，尺寸为3X2
    cout << B.row(0) << endl;   //第0行
    cout <<B.col(1) << endl;    //第1列
}

常用函数

一些常用的函数如下表所示，其逻辑与Matlab/Octave是十分相似的，对于矩阵A而言

其中粗体为与Matlab不同者。