使用 std::nth_element 对 arma::mat

问题描述

正如标题所提到的，我的目标是在 Armadillo-Matrix 上使用 std::nth_element ，该矩阵包含 d 维的一组 N 个点，即 Nxd 矩阵。行代表一个 d 维点。 两行的比较应该沿着一个固定的维度进行，即

row(i)

我现在的想法是使用 Armadillo 提供的列迭代器并重载 std::swap 函数以与两个列迭代器和我想要的交换一起使用：

void swap(arma::mat::col_iterator& lhs,arma::mat::col_iterator& rhs)
{
    lhs->M->swap_rows(lhs->current_row,rhs->current_row);
}

这里我使用了在 arma::mat 中构建的 swap_rows 方法。对 std::nth_element 的调用如下所示：

// Setting indices to indicate which submatrix should be sorted:
arma::uword first = nodes[currentNodeIndex].indexFirstElem;
arma::uword last  = nodes[currentNodeIndex].indexLastElem + 1;
arma::uword nth = (last - first) / 2;    
// Calling std::nth_element:
std::nth_element(points.begin_col(first),points.begin_col(nth),points.begin_col(last));

现在的问题是，我在以上述方式重载交换时出现编译器错误：

    kd_tree.cpp: In function ‘void swap(double*&,double*&)’:
kd_tree.cpp:25:7: error: request for member ‘M’ in ‘* lhs’,which is of non-class type ‘double’
   25 |  lhs->M->swap_rows(lhs->current_row,rhs->current_row);
      |       ^
kd_tree.cpp:25:25: error: request for member ‘current_row’ in ‘* lhs’,rhs->current_row);
      |                         ^~~~~~~~~~~
kd_tree.cpp:25:43: error: request for member ‘current_row’ in ‘* rhs’,rhs->current_row);

我猜错误告诉我列迭代器无法访问它所操作的矩阵 M ？此外，似乎我无法访问迭代器所在的 current_row 。 我尝试查看 armadillo-documentation，但除了它的存在以及如何使用 begin() 对其进行初始化之外，没有关于该迭代器实际接口的更多信息。还查看了犰狳的实际代码对我没有帮助，因为我还没有找到 arma:mat::col_iterator 的定义。

所以我的问题是上述错误告诉我什么，我该如何解决？此外，如果您碰巧知道一种更好的方法来解决所描述的问题，那也将不胜感激。 :)

之前，我尝试为 arma::mat 的行编写自定义随机访问运算符，但这失败了，因为我无法重载 value_type& operator*() { return A.row(i); }，因为 A.row(i) 似乎返回了一个临时的 arma::vec对象什么的。

编辑：我应该提到我尝试使用 this code snippet 实现我自己的迭代器并根据我的需要进行调整。上面的交换函数也受到这段代码片段的启发。

解决方法

我不知道 armadillo 库，但您的错误消息似乎表明 arma::mat::col_iterator 是 double* 的 typedef。

您的目标是交换迭代器指向的值。 让我们尝试通过一个简单的独立测试来重现它：

#include <iostream>
#include <algorithm>

int main() {
    double* a = new double[2];
    double* b = new double[2];

    a[0] = 1.0;
    a[1] = 2.0;
    b[0] = 10.0;
    b[1] = 20.0;

    std::swap(a,b);
    std::cout << a[0] << "," << a[1] << std::endl;
    std::cout << b[0] << "," << b[1] << std::endl;    
    delete[] a;
    delete[] b;
    return 0;
}

以上将产生此输出：

10,20

1,2

整个向量都被交换了，为了实现你想要的，你应该为你提供自定义交换函数，它只是交换迭代器指向的值，这在我们的测试中很容易：

void swap(double*& a,double*& b) 
{
    std::swap(*a,*b);
}

因此，我会将您的交换功能修改为：

void swap(arma::mat::col_iterator& lhs,arma::mat::col_iterator& rhs)
{
    std::swap(*lhs,*rhs);
}

更新，重新阅读问题我不确定您是要交换元素还是整行，在任何情况下，您都可以使用正确的交换功能来实现。