Eigen中无需临时矩阵实现子矩阵重塑与linSpaced向量直接赋值

嘿，刚上手Eigen的话，想绕开临时变量优化代码是很合理的需求，我来给你拆解这两个问题的具体实现：

主问题：子矩阵复制时直接重塑，无需临时矩阵 #

Eigen从3.4版本开始提供了reshaped()方法，它返回的是一个表达式模板（不是实际的矩阵对象），可以直接用来赋值给目标矩阵，完全不需要临时变量。举个实际的例子：

假设我们有一个6行2列的源矩阵src，想要把它的前4行子矩阵重塑成3行4列，直接赋值给目标矩阵dest：

#include <Eigen/Dense>

int main() {
    Eigen::MatrixXd src(6, 2);
    src.setRandom(); // 填充随机值

    Eigen::MatrixXd dest(3, 4);

    // 直接将子矩阵重塑后赋值，无临时矩阵
    dest = src.topRows(4).reshaped<Eigen::RowMajor>(3, 4);
    // 注：RowMajor指定重塑时的内存顺序，如果和目标矩阵布局一致可以省略
    return 0;
}

如果你用的是Eigen 3.4之前的旧版本，可以用Map来实现类似效果，直接映射子矩阵的内存到目标形状：

// 旧版本替代方案，注意内存布局要匹配，否则会有未定义行为
dest = Eigen::Map<Eigen::MatrixXd>(src.topRows(4).data(), 3, 4);

副问题：生成linSpaced后直接复制到现有矩阵，无需临时向量 #

Eigen的LinSpaced本身返回的就是一个表达式对象，不是实际的向量，所以我们可以直接把它重塑成目标矩阵的形状后赋值，全程不会产生临时向量。比如要给一个2行3列的矩阵填充0到5的线性间隔值：

#include <Eigen/Dense>

int main() {
    Eigen::MatrixXd dest(2, 3);

    // 直接生成线性间隔表达式并重塑赋值，无临时向量
    dest = Eigen::VectorXd::LinSpaced(dest.size(), 0, 5).reshaped(dest.rows(), dest.cols());
    // 这里LinSpaced的第一个参数是总元素数，刚好等于dest的size()
    return 0;
}

本质上，Eigen的表达式模板机制就是为了避免不必要的临时变量，只要你链式调用这些返回表达式的方法（比如reshaped()、LinSpaced、block()等），编译器会自动优化成直接操作内存的代码，完全不需要手动创建临时对象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Southern.Cross