我正在开发一个代码来模拟流体流动中存在的生物物质。这涉及与一些额外的生物模型耦合的标准 Navier-Stokes 方程。有许多参数/常数。
我已经编写了处理主要计算的函数，但我遇到的一个问题是这些计算所依赖的大量常量/参数。将 10-20 个参数传递给函数似乎很麻烦。
一种替代方法是使所有常量成为全局变量，但我知道这在 C++ 中是不受欢迎的。
处理函数的许多输入的标准方法是什么？我应该制作一个结构并传递它吗？
谢谢
处理科学代码中许多常量、变量的 C++ 最佳实践
计算科学
C++
2021-11-27 21:53:01
3个回答
如果您有在运行前不会更改的常量，请在头文件中声明它们：
//constants.hpp
#ifndef PROJECT_NAME_constants_hpp
#define PROJECT_NAME_constants_hpp
namespace constants {
constexpr double G = 6.67408e-11;
constexpr double M_EARTH = 5.972e24;
constexpr double GM_EARTH = G*M_EARTH;
}
#endif
//main.cpp
using namespace constants;
auto f_earth = GM_EARTH*m/r/r; //Good
auto f_earth = G*M_EARTH*m/r/r; //Also good: compiler probably does math here too
您想要这样做的原因是它允许编译器在运行时之前提前计算常量值，如果您有很多常量值，这很好。
您还可以使用一个简单的类来传递值：
class Params {
public:
double a,b,c,d;
Params(std::string config_file_name){
//Load configuration here
}
};
void Foo(const Params ¶ms) {
...
}
int main(int argc, char **argv){
Params params(argv[1]);
Foo(params);
}
另一个可能符合您思路的替代方法是使用命名空间（或嵌套命名空间）来正确分组常量。一个例子可能是：
namespace constants {
namespace earth {
constexpr double G = 6.67408e-11;
constexpr double Mass_Earth = 5.972e24;
constexpr double GM = G*Mass_Earth;
}// constant properties about Earth
namespace fluid {
constexpr double density = 0.999; // g/cm^3
constexpr double dyn_viscosity = 1.6735; //mPa * s
}// constants about fluid at 2C
// ...
} // end namespace for constants
使用上述技术，您可以将引用常量本地化到一些所需的文件和名称空间，使它们比全局变量更受控制，同时获得一些类似的好处。当你使用常量时，它很简单：
constexpr double G_times_2 = 2.0*constants::earth::G;
如果您不喜欢嵌套命名空间的长链，您可以在必要时使用命名空间别名来缩短内容：
namespace const_earth = constants::earth;
constexpr double G_times_2 = 2.0*const_earth::G;
我做的一种方法是使用单例。
当您启动您的程序时，您启动您的单例并用常量数据填充它（可能来自您为运行而拥有的属性文件）。您可以在每个需要这些值的类中获得它并使用它。
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