C++ 矩阵计算：无需 Eigen 库，自定义结构计算旋转角度

如果没有 Eigen 库，你可以使用 C++ 的标准库来进行矩阵计算。以下是一个不依赖于 Eigen 库的示例代码，展示了如何使用 C++ 来计算旋转矩阵并求解旋转角度：

#include <iostream>
#include <cmath>

// 定义一个3x3的矩阵结构
struct Matrix3d {
    double data[3][3];
};

// 计算旋转角度
void computeRotationAngles(const Matrix3d& rotationMatrix, double& pitch, double& yaw, double& roll) {
    pitch = std::asin(-rotationMatrix.data[2][1]);
    yaw = std::atan2(rotationMatrix.data[2][0], rotationMatrix.data[2][2]);
    roll = std::atan2(rotationMatrix.data[0][1], rotationMatrix.data[1][1]);
}

int main() {
    // 定义一个3x3的旋转矩阵
    Matrix3d rotationMatrix;
    rotationMatrix.data[0][0] = 0.866;
    rotationMatrix.data[0][1] = -0.5;
    rotationMatrix.data[0][2] = 0;
    rotationMatrix.data[1][0] = 0.5;
    rotationMatrix.data[1][1] = 0.866;
    rotationMatrix.data[1][2] = 0;
    rotationMatrix.data[2][0] = 0;
    rotationMatrix.data[2][1] = 0;
    rotationMatrix.data[2][2] = 1;

    // 计算旋转角度
    double pitch, yaw, roll;
    computeRotationAngles(rotationMatrix, pitch, yaw, roll);

    // 将弧度转换为角度
    pitch = pitch * 180 / M_PI;
    yaw = yaw * 180 / M_PI;
    roll = roll * 180 / M_PI;

    // 输出旋转角度
    std::cout << 'Pitch: ' << pitch << ' degrees' << std::endl;
    std::cout << 'Yaw: ' << yaw << ' degrees' << std::endl;
    std::cout << 'Roll: ' << roll << ' degrees' << std::endl;

    return 0;
}

这个示例中，我自定义了一个简单的 Matrix3d 结构来表示 3x3 的矩阵。然后使用该结构来定义旋转矩阵。通过调用 computeRotationAngles 函数，可以计算旋转角度并输出结果。请注意，这里的旋转角度采用弧度制，通过乘以 180 除以 π 转换为角度制。