Armadillo CPP:3D字段的访问切片

Armadillo cpp: access slice of a 3D field

本文关键字：访问 切片 字段 3D CPP Armadillo      更新时间：2023-10-16

我正在与C 的Armadillo合作，我遇到了以下问题：给定3D字段类，我无法访问其单个切片。这里有一小部分代码来说明它：

//Define field with chosen dimensions
field<mat> Test_field(2,2,2);
//Fill it with 2x2 random matrices in each position
for (int i=0;i<2;i++){
  for (int j=0;j<2;j++){
    for (int k=0;k<2;k++){
      Test_field(i,j,k)=randu(2,2);
       }}}
//Display results
cout<<Test_field<<endl;
cout<<Test_field.slice(0)<<endl;
cout<<Test_field.slice(1)<<endl;

当我编译和执行此代码时会发生什么是我看到的：

  1. 正确显示的字段。

  2. 它的第一个切片。

  3. 再次的第一个切片。

我做错了什么吗？有人可以帮忙吗？预先感谢！

sergio

有趣的是，它看起来像是armadillo中的一个错误...

调用slice函数时，Armadillo（版本8.300.0）会创建subview_field（最后一个参数表示一个人感兴趣的切片总数）：

template<typename oT>
inline
subview_field<oT>
field<oT>::slice(const uword slice_num)
  {
  arma_extra_debug_sigprint();
  arma_debug_check( (slice_num >= n_slices), "field::slice(): out of bounds" );
  return subview_field<oT>(*this, 0, 0, slice_num, n_rows, n_cols, 1);
  }

现在，当创建subfield_view时，它将请求的SLICS数量存储在n_slices中，而aux_slice1中的"切片"：

template<typename oT>
arma_inline
subview_field<oT>::subview_field
  (
  const field<oT>& in_f,
  const uword      in_row1,
  const uword      in_col1,
  const uword      in_slice1,
  const uword      in_n_rows,
  const uword      in_n_cols,
  const uword      in_n_slices
  )
  : f(in_f)
  , aux_row1(in_row1)
  , aux_col1(in_col1)
  , aux_slice1(in_slice1)
  , n_rows(in_n_rows)
  , n_cols(in_n_cols)
  , n_slices(in_n_slices)
  , n_elem(in_n_rows*in_n_cols*in_n_slices)
  {
  arma_extra_debug_sigprint();
  }

作为一个例子，此简化程序然后按预期打印1 1。

#include <armadillo>
#include <iostream>
int main(){
    arma::field<double> F(1,1,3);
    for (int k=0;k<3;k++){
        F(0,0,k) = 100*k;
    }
    auto s = F.slice(1);
    std::cout << s.n_slices << 't' << s.aux_slice1 << 't' << std::endl;
    return 0;
}

现在让我们尝试修改此切片：

#include <armadillo>
#include <iostream>
int main(){
    arma::field<double> F(1,1,3);
    for (int k=0;k<3;k++){
        F(0,0,k) = 100*k;
    }
    std::cout << F << std::endl;
    auto s = F.slice(1);
    s.fill(42);
    std::cout << F << std::endl;
    return 0;
}

但是，这会产生：

[field slice 0]
[field column 0]
0

[field slice 1]
[field column 0]
100

[field slice 2]
[field column 0]
200

[field slice 0]
[field column 0]
42

[field slice 1]
[field column 0]
100

[field slice 2]
[field column 0]
200

因此，Armadillo修改了原始字段的切片0，而不是选定的切片编号1。原因似乎是当子场只有一个切片时，fill方法的行为不同：

template<typename oT>
inline
void
subview_field<oT>::fill(const oT& x)
  {
  arma_extra_debug_sigprint();
  subview_field<oT>& t = *this;
  if(t.n_slices == 1)
    {
    for(uword col=0; col < t.n_cols; ++col)
    for(uword row=0; row < t.n_rows; ++row)
      {
      t.at(row,col) = x;
      }
    }
  else
    {
    for(uword slice=0; slice < t.n_slices; ++slice)
    for(uword col=0;   col   < t.n_cols;   ++col  )
    for(uword row=0;   row   < t.n_rows;   ++row  )
      {
      t.at(row,col,slice) = x;
      }
    }
  }

由于它调用了at方法的2个题词版本：

template<typename oT>
arma_inline
oT&
subview_field<oT>::at(const uword in_row, const uword in_col)
  {
  const uword index = (in_col + aux_col1)*f.n_rows + aux_row1 + in_row;
  return *((const_cast< field<oT>& >(f)).mem[index]);
  }

完全忽略了aux_slice1中存储的"切片"。在at方法的3题版中正确考虑了此偏移量：

template<typename oT>
arma_inline
oT&
subview_field<oT>::at(const uword in_row, const uword in_col, const uword in_slice)
  {
  const uword index = (in_slice + aux_slice1)*(f.n_rows*f.n_cols) + (in_col + aux_col1)*f.n_rows + aux_row1 + in_row;
  return *((const_cast< field<oT>& >(f)).mem[index]);
  }

为了说明这一点，让我们将上面的示例程序修改为：

auto s = F.slices(1, 2);
s.fill(42);

然后输出如预期：

[field slice 0]
[field column 0]
0

[field slice 1]
[field column 0]
42

[field slice 2]
[field column 0]
42

类似的"效果"也会影响include/armadillo_bits/subview_field_meat.hpp中的其他方法...

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