c++ - 如何使用 Eigen 库计算 uint8_t 数组的点积？

Question

我想在 C/C++ 中计算两个 uint8 类型数组的点积，天真实现为：

uint64_t dotproduct_u8_naive(uint8_t* a, uint8_t* b, uint32_t len)
{
    uint64_t res = 0;
    for(uint32_t i=0; i<len; i++) {
        res += a[i] * b[i];
    }
    return res;
}

由于 Eigen 库被声明为使用 SIMD 以实现快速，我想传递两个原始 C 数组，然后分配给 Eigen 的类型，然后计算 dotproduct 结果。实现如下：

uint64_t dotproduct_u8_eigen(uint8_t* a, uint8_t* b, uint32_t len)
{
    Eigen::Map<Eigen::Matrix<uint8_t, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor>> va(a, len);
    Eigen::Map<Eigen::Matrix<uint8_t, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor>> vb(b, len);
    uint64_t res = va.dot(vb);
    return res;
}

数组a和b的元素不是零，但是，dotproduct_u8_eigen总是返回零，这与来自 的预期结果不同dotproduct_u8_naive()。这对我来说似乎很奇怪，因为我已经以相同的方式实现了 float32 类型向量点积并得到了正确的结果：

float dotproduct_f32_eigen(float* a, float* b, uint32_t len) {
    Eigen::Map<Eigen::Matrix<float, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor>> va(a, len);
    Eigen::Map<Eigen::Matrix<float, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor>> vb(b, len);
    float res = va.dot(vb);
    return res;
}

我的问题是：dotproduct_u8_eigen()错了吗？如何修改dotproduct_u8_eigen()以获得正确的结果？

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我可以通过将 u8 矩阵转换为 uint64 矩阵来获得正确的结果，如下所示，这比简单的实现要慢得多：

uint64_t dotproduct_u8_eigen(uint8_t* a, uint8_t* b, uint32_t len)
{
    Eigen::Map<Eigen::Matrix<uint8_t, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor>> va(a, len);
    Eigen::Map<Eigen::Matrix<uint8_t, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor>> vb(b, len);
    
    Eigen::Matrix<uint64_t, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor> fa = va.cast<uint64_t>();
    Eigen::Matrix<uint64_t, 1, Eigen::Dynamic, Eigen::RowMajor> fb = vb.cast<uint64_t>();

    return fa.dot(fb);
}

标签： c++eigendot-product