과학 코드의 많은 상수, 변수를 다루는 C ++ 모범 사례

흐름에 존재하는 생물학적 물질로 유체 흐름을 시뮬레이션하는 코드를 개발 중입니다. 여기에는 몇 가지 추가 생물학적 모델과 결합 된 표준 Navier-Stokes 방정식이 포함됩니다. 많은 매개 변수 / 상수가 있습니다.

주요 계산을 처리하는 함수를 작성했지만 문제는 이러한 계산에 의존하는 많은 상수 / 매개 변수입니다. 함수에 10-20 개의 인수를 전달하는 것은 번거로운 것 같습니다.

하나의 대안은 모든 상수 전역 변수를 만드는 것이지만 이것이 C ++에서 눈살을 찌푸리는 것을 알고 있습니다.

함수에 대한 많은 입력을 처리하는 표준 방법은 무엇입니까? 구조체를 만들어서 대신 전달해야합니까?

감사합니다

실행하기 전에 변경되지 않는 상수가 있으면 헤더 파일로 선언하십시오.

//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

이 작업을 수행하려는 이유는 컴파일러가 런타임 전에 상수 값을 미리 계산할 수 있기 때문에 값이 많으면 좋습니다.

간단한 클래스를 사용하여 값을 전달할 수도 있습니다.

class Params {
 public:
  double a,b,c,d;
  Params(std::string config_file_name){
    //Load configuration here
  }
};

void Foo(const Params &params) {
  ...
}

int main(int argc, char **argv){
  Params params(argv[1]);
  Foo(params);
}

당신의 생각의 기차와 일치 할 수있는 또 다른 대안은 네임 스페이스 (또는 중첩 된 네임 스페이스)를 사용하여 상수를 올바르게 그룹화하는 것입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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

위의 기술을 사용하면 참조 상수를 원하는 파일과 네임 스페이스로 지역화하여 전역 변수보다 더 제어 할 수 있으며 유사한 이점을 얻을 수 있습니다. 상수를 사용하면 다음과 같이 간단합니다.

constexpr double G_times_2 = 2.0*constants::earth::G;

중첩 된 네임 스페이스의 긴 체인을 싫어하는 경우 네임 스페이스 별칭을 사용하여 필요할 때 항상 단축 할 수 있습니다.

namespace const_earth = constants::earth;
constexpr double G_times_2 = 2.0*const_earth::G;

내가하는 한 가지 방법은 싱글 톤을 사용하는 것입니다.

프로그램을 시작할 때 싱글 톤을 시작하고 상수 데이터 (아마도 실행할 속성 파일에서)로 채 웁니다. 값이 필요한 모든 클래스에서 이것을 얻고 그냥 사용하십시오.