学习Opencv（蝴蝶书/C++）——3. OpenCV的数据类型

1. 总览

关于OpenCV的数据结构，官方文档位于：Core functionality

主要就是下面这几项内容：

注意，下文中提到的C语言中的结构：例如：CvPoint和CvPoint2D32f，
位于C structures and operations，4.x之后的文档就没有这些内容了。
虽然文档没有了，但是源文件里依然有opencv-4.8.0/modules/core/include/opencv2/core/types_c.h相应的头文件

根据Learning OpenCV3，可知：

2. 基础类型

2.0 基础类型总览

参考：

• https://docs.opencv.org/4.x/dc/d84/group__core__basic.html
• https://docs.opencv.org/4.x/d2/d75/namespacecv.html中 搜索即可，这个网页中黑色无链接的类/结构是：“black box”与磁盘相关的文件存储。

2.1 cv::Vec<>类

cv::Vec<>——固定向量类（所存储的元素长度固定），用于维度固定的小型向量

cv::Vec< _Tp, cn > Class Template Reference

• 尖括号是模板类的意思，
• 相对于普通的STL的向量类，固定向量类在编译时就已知向量的维度，这样代码处理起来就会更高效。

虽然cv::Vec<>本身已经是模版形式了，但是实际上并不会直接使用这个形式。而是使用typedef定义的别名来使用一些更为通用/专门的实例。

• 例如：cv::Vec2i就表示有两个元素的整型向量
• 任何有着cv::Vec{2,3,4,6}{b,w,s,i,f,d}形式的声明，表示6种数据类型中某个具有2~6个元素数量的向量类型。
  • b: unsigned char
  • w: unsigned shor
  • s: short
  • i: int
  • f: float
  • d:double
• 注意，cv::Vec最长的元素不止是6个，在cv::Vec< _Tp, cn > Class Template Reference中，可以看到cv::Vec<>的构造函数最长可以有14个元素。同时，还可以接受矩阵的某行作为参数。
• 在Shorter aliases for the most popular specializations of Vec中，有：

另外，需要注意的一点是，在cv::Vec< _Tp, cn > Class Template Reference中，有：

即 cv::Vec< >模版类继承自cv::Matx< >模板类。

代码中可以看到：

2.2 cv::Matx<>类

除了cv::Vec<>固定向量类，还有cv::Matx<>固定矩阵类，
与cv::Vec<>类似，cv::Matx<>也是用于特定的一些小型矩阵中。
（cv::Mat类是用于任意维度的矩阵，一般用在大矩阵，比如存储图像等）

在计算机视觉中，有很多2X2,3X3以及少量的4X4矩阵（例如：3*3的卷积核，3*3或者2*2的变换矩阵等），cv::Matx<>用于设计容纳这些对象。

与cv::Vec<>类似，cv::Matx<>通常也是用别名的形式进行使用，其形式为：
cv::Matx{1,2,3,4,5,6}{1,2,3,4,5,6}{f,d}，只有浮点数类型和双浮点数类型。

• f: float
• d:double

在OpenCV——Basic structures——Typedefs中，可以看到：

固定矩阵类的维度在编译前已知，因此其运算效率高，消除很多动态内存分配操作。

2.3 cv::Point类（cv::Point3_< >和cv::Point_< >）

typedef Point2i Point;
默认使用cv::Point时其实调用的是cv::Point2i
cv::Point2i是 typedef cv::Point_

cv::Point_类和cv::Point3_类

• 与cv::Vec<>固定向量类很像。
• cv::PointX类是用来存储2~3个原语类型的容器，用来表示2d或者3d的点，
• 不是从cv::Vec<>类继承的，是由自己的模板派生的，但也可以由固定向量类转变得到
• cv::Point和cv::Vec<>最大的区别是：
  • 成员通过变量名称访问，如point.x,point.y，而不是通过下标访问，如vec[0],vec[1]等

OpenCV中的Point类包括cv::Point3_和cv::Point_

• cv::Point3_< >：3D点坐标x,y,z的模板，这个结构可以与C语言中的结构CvPoint2D32f互换。
• cv::Point_< >：2D点坐标x,y的模板，可以与C语言中的结构：CvPoint和CvPoint2D32f

与cv::Vec<>类似，cv::PointX通常也通过别名调用，

• cv::Point{2,3}{i,d,f,I}
  • i: int
  • f: float
  • d:double
  • I: int64
• 在OpenCV——Basic structures——Typedefs中，可以看到：
  
  实际上是分别来自两个3d和2d的模板类构成的cv::PointXX。

2.4 cv::Scalar(cv::Scalar_)类

在OpenCV——Basic structures——Typedefs中，有：

在cv::Scalar_< _Tp > Class Template Reference中，可以看到：

cv::Scalar_继承自cv::Vec<_Tp,4>，即本质上是一个4维的固定向量。

代码中可以也看到：

即cv::scalar类直接继承自cv::Vec4d(cv::Vec)

2.5 cv::Size（cv::Size_）类、cv::Rect(cv::Rect_)类和cv::RotatedRect 类

typedef cv::Point2i cv::Point
typedef cv::Size2i  cv::Size
typedef cv::Rect2i  cv::Rect

cv::Size类和cv::Rect类与cv::Point类类似，但是也并不继承自cv::Point类，而是继承自己的模板类

• 主要区别在于cv::Size有width和height这两个属性，而不是cv::Point_类的x和y
• 而cv::Rect则是包含width、height、x和y这四个属性。

cv::Size_类和cv::Rect_一般也是通过别名使用，比如：

• 在OpenCV——Basic structures——Typedefs中，可以看到：
  
• 最常见的就是直接使用整数型的cv::Size和cv::Rect

cv::RotatedRect类表示非轴对称的矩形，即矩形的四条边不与所在坐标轴平行，表示旋转的矩形。其包括：

RotatedRect (const Point2f &center, const Size2f &size, float angle)
1. Point2f类型的中心点
2. Size2f类型的高宽
3. float的角度

2.6 基础类型支持的操作

2.6.1 cv::Point

Cast to the fixed vector classes，映射成固定向量类，类似强制类型转换。

根据cv::Point3_< >和 cv::Point_< >的Public Member Functions可知：
cv::Point_< >类的对象有inside方法，cv::Point_< >类的对象是没有该方法的

2.6.2 cv::Scalar

• Quaternion四元数，
• conjugation共轭，连接
• iff 当且仅当，if and only if
• cv::Scalar可以和旧的C语言的接口类CvScalar自由转换

根据cv::Scalar_< _Tp > Class Template Reference可知，

• scalar类除了有自己的一些方法，还有继承自cv::Vec以及更上层的cv::Matx的方法。
• 例如：

  #include 
  #include 
  int main(int argc, char