为什么矩阵在通过 Ref & in Eigen 时会被复制

Question

我通过编写以下代码测试了变量是否被复制。这段代码来自官方文档：https://eigen.tuxfamily.org/dox/classEigen_1_1Ref.html

void cov(const Ref<const MatrixXf> & x, const Ref<const MatrixXf> & y, Ref<MatrixXf> C)
{
    cout << "address of x : " << &x << endl;
    cout << "address of C : " << &C << endl;
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    MatrixXf m1(3,3);
    MatrixXf m2(3,3);
    MatrixXf m3(3,3);
    m1 << 1,2,3,4,5,6,7,8,9;
    m2 << 1,2,3,4,5,6,7,8,9;
    m3 << 1,2,3,4,5,6,7,8,9;
    cout << "address of m1 : " << &m1 << endl;
    cout << "address of m3 : " << &m3 << endl;
    cov(m1, m2, m3);
}

输出如下。

address of m1 : 0x7ffeefbff4e8 
address of m3 : 0x7ffeefbff498
address of x : 0x7ffeefbff370
address of C : 0x7ffeefbff308

x 和 m1、m3 和 C 的地址不同（我认为它们应该相同，因为我是通过引用传递变量）。谁能向我解释为什么？

感谢@Nelfeal的回答。我尝试使用调试器来证明这一点。以下是上述代码的调试信息。我们可以在 m1 和 x 中看到这一点。“m_data”共享相同的地址0x329f800。

但是，有人可以告诉我以下两段代码之间的区别吗？我想“Ref”本身就已经是引用了，那为什么还要加上引用标记“&”呢？

void cov(const Ref<const MatrixXf> x, const Ref<const MatrixXf> y, Ref<MatrixXf> C)

void cov(const Ref<const MatrixXf> &x, const Ref<const MatrixXf> &y, Ref<MatrixXf> C)

Answer 1

ARef和 aMatrixXf仍然是不同的对象，并且位于不同的地址。这并不意味着整个矩阵都会被复制：只是Ref创建一个对象。

我想“Ref”本身就已经是引用了，那为什么还要加上引用标记“&”呢？

不，aRef不是引用。至少从语言的角度来看不是。ARef是一个恰好在 Eigen 中使用的对象，就像 C++ 引用一样。当您传递 a 时const Ref<const T>，您正在制作对象的副本（通过转换创建），Ref因为您仍然按值传递，但希望您没有复制相应的对象T（这就是重点）。当您传递 a 时const Ref<const T>&，您并没有制作任何副本，因为您是通过引用传递的。

现在，一种方法是否比另一种更好很大程度上取决于 a 到底Ref是什么，而我对此了解不够，无法做出除了“它可能很小”之外的任何假设。因为这就是重点：一般意义上的引用，无论是指针、C++引用还是对象Ref，都应该是非常轻量级的，易于复制且快速，这样就不必复制整个当你想在另一个函数中访问它时引用的对象。

最后，您在const Ref<const T>和之间选择什么可能并不重要const Ref<const T>&，特别是因为您很可能没有预先存在的Ref对象可以传递（因此无论如何都会在这两种情况下创建它）。不过，去追求也没什么坏处const Ref<const T>&。并与 C++ 中对象的一般传递方式保持一致。

值得一读。