C++ Eigen矩阵澄清

Question

C++ Eigen矩阵澄清

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我最近才开始探索C++ Eigen库，对一些文档感到困惑。如果有人能澄清一下就太好了。

在常见陷阱（https://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/TopicPitfalls.html）的对齐问题部分中，它说：“实际上，自C++17以来，C++对于显式数据对齐的支持不够好。”

在如何消除对齐问题的页面（https://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/group__TopicUnalignedArrayAssert.html#getrid）上，文档说：“如果您只能使用较新的编译器（例如，GCC>=7，clang>=5，MSVC>=19.12）来针对[c++17]，那么你很幸运：启用c++17应该足够了”。

因此，如果我在使用gcc>=7.0的c++ 17，那么对Eigen矩阵而言，对齐是否不是问题？我的理解正确吗？并且宏EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW将不再需要吗？如果这是正确的，那么c++14 / c++17之间有什么不同来解决对齐问题？
第二个问题涉及按值传递部分（https://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/group__TopicPassingByValue.html）。文档声称按值传递可能是非法的，并且可能会导致程序崩溃。这让我很困惑。按值传递难道不只是调用复制构造函数吗？例如。

Eigen::Vector3f veca = ComputeVecA();
Eigen::Vector3f vecb = veca; //< If pass-by-value is unsafe, is this operation safe?

最后，我能否依赖于 RVO/NRVO 来使用 Eigen 固定大小矩阵类？我怀疑答案是肯定的。

- cplusplusrat

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就对齐而言，C++17有一个新版本的operator new，当对齐要求超过操作符默认使用的对齐时使用：https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/new/operator_new，例如参见(3)。但是，是的，我同意你的观点，文档似乎自相矛盾（我不是母语人士，也许你比我更理解它）。 - CuriouslyRecurringThoughts

对于按值传递，这里有一个可能有用的讨论：https://dev59.com/vmkw5IYBdhLWcg3wQoWm - CuriouslyRecurringThoughts

@CuriouslyRecurringThoughts：这不是你的英语问题；我是以英语为母语的人，Eigen网站上的第一个引用很荒诞。使用“since”这个词意味着在C++17之前，有支持该功能，而这种支持已被移除。他们可能是想说“until”。 - Nicol Bolas

@NicolBolas 谢谢。至少我不是唯一感到困惑的人。 - CuriouslyRecurringThoughts

看 https://github.com/eigenteam/eigen-git-mirror/blob/master/Eigen/src/Core/util/Memory.h#L777，我认为在 c++17 中对齐不是问题。但是我仍然不清楚 (2)。 - cplusplusrat

2个回答

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Q1: 如已评论，这是在更新C++17段落时的一个打字错误。这个问题已经被修复。
Q2: 我不记得所有细节，但与两个技术问题有关。
1. 一些编译器未能正确对齐堆栈，在这种情况下，无法获得对齐的函数参数。
2. 旧的ABI规范不允许函数参数超过对齐限制。我期望自c++11以来，使用标准化的alignas关键字后，这不再是问题，但也许在某些奇特的编译器-操作系统组合上仍然存在问题。
Q3: 没有任何阻止RVO/NRVO的东西，而且从我的经验来看，它可以应用于适用的情况。

- ggael

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可以查看英文原文，
原文链接

- L. F. · Accepted Answer

在常见陷阱（https://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/TopicPitfalls.html）的对齐问题部分中，它说“实际上，自C++17以来，C++对于显式数据对齐没有足够好的支持。”这似乎是一个打字错误。它应该说“直到C++17”而不是“自C++17”，因为C++17实际上增加了对具有特殊对齐限制的分配的支持。两个评论同意我的看法。

在如何解决对齐问题的页面（https://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/group__TopicUnalignedArrayAssert.html#getrid）中，文档表示：“如果你只能使用最新的编译器（例如GCC> = 7，Clang> = 5，MSVC> = 19.12）来针对[C ++ 17]，那么你很幸运：启用C ++ 17应该就足够了。”因此，如果我在使用gcc> = 7.0的C ++ 17，则Eigen Matrix不会出现对齐问题，我的理解是正确的吗？而且宏EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW也不需要吗？

是的。

如果这是正确的，那么C ++ 14 / C ++ 17之间有什么不同，可以解决对齐问题呢？

C++17支持动态内存分配超对齐数据。现在operator new使用align_val_t参数可以正确地分配超对齐内存。

第二个问题涉及传值方式（https://eigen.tuxfamily.org/dox-devel/group__TopicPassingByValue.html）。文档声称传值方式可能是非法的，并且可能会导致程序崩溃，这让我很困惑。难道传值方式不只是调用复制构造函数吗？

如果变量是局部变量（如您示例中的vecb），则编译器和库会确保vecb满足Eigen所需的特殊对齐限制。但是，如果变量是函数参数，则不会遵守此对齐限制，这意味着程序可能在不良对齐的内存上运行，从而崩溃。（这与复制构造函数无关。）

最后，我能依赖RVO/NRVO用于Eigen固定大小的矩阵类吗？我怀疑答案是肯定的。对于Eigen类和其他类来说，答案基本相同：尝试并查看。通常答案是肯定的。