c++ 中用于数值积分的局部函数的解决方法

Question

对于与物理相关的计算，我需要对一个四维积分进行数值计算，该积分取决于需要改变的几个参数；这样它们就不能被全局定义。我正在使用提供以下功能的 Cuba 包：

Cuhre(NDIM, NCOMP, Integrand , USERDATA, NVEC,EPSREL, EPSABS, VERBOSE | LAST,MINEVAL,
 MAXEVAL, KEY,STATEFILE, SPIN,&nregions, &neval, &fail, integral, error, prob);

参数 "Integrand" 是一个预期按以下方式定义的函数：

int Integrand(const int *ndim, const cubareal xx[],const int *ncomp,
cubareal ff[], void *userdata) ;

我的问题是我想集成一个函数，该函数依赖于我想在程序中改变的连续参数。我的意思是我的被积函数取决于几个额外的参数，比如 a、b、c。

然后我想在本地定义类似于 Integrand 函数的东西，即在参数 a、b 和 c 固定的范围内，以便它具有正确的形式作为参数传递给 Cuhre功能。

然后我想我也许可以将所有内容都放入 class 例如：

 class integrate{
  private: // parameters

  public:
//constructor
int Integrand(...){
  // calculation involving the parameters 
}

  };

并将函数定义为 class 的方法。然而，这不起作用，因为我不能将非静态对象方法传递给函数，而且，使方法静态化也会迫使我将参数设置为静态，这意味着我将无法在程序中初始化它们。

有什么解决方法吗？

Answer 1

如果我理解正确，如果你不想使用userdata，你可以使用闭包：

// local parameter variables
T1 param1 = ...;
T2 param2 = ...;
T3 param3 = ...;

// capture params in a lambda expression
auto myIntegrand = [param1, param2, param3](const int *ndim, const cubareal xx[], const int *ncomp, cubareal ff[], void *userdata) {
    stuff(param1);
    stuff(param2);
    stuff(param3);
};

// can now pass around myIntegrand

这只是创建一个 class 的快捷方式，它将这些参数作为成员变量，并将指针传递给 class 实例的方法。

小心你是想按值（可能是昂贵的复制）还是按引用（可能变得无效并炸毁你的程序）来捕获。

Answer 2

[编辑：因为你误解了 userdata 指针，正如我从评论中看到的，让我告诉你如何使用它：]

struct Parameters
{
    int a, b, c; // TODO: appropriate defaults
};

int integrand
(
    const int* ndim, const cubareal xx[],
    const int* ncomp, cubareal ff[],
    void* userdata
)
{
    Parameters* p = reinterpret_cast<Parameters*>(userdata);
    /* calculations using p->a, p->b, p->c */
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    Parameters p;
    /* fill in parameters appropriately, e. g. parsing command line parameters */
    Cuhre(/* other parameters */, &integrand, &p, /* remaining parameters */);
}

我以前的解决方案仍然是替代方案...

.cpp 文件:

namespace
{
    int g_a = 0; // appropriate default values...
    int g_b = 0;
    int g_c = 0;
};

void setIntegrationParameters (int a, int b, int c)
{
    g_a = a;
    g_b = b;
    g_c = c;
}

int integrand
(
    const int* ndim, const cubareal xx[],
    const int* ncomp, cubareal ff[],
    void* userdata
)
{
    /* calculations using g_a, g_b, g_c */
}

.h 文件:

void setIntegrationParameters (int a, int b, int c);
int integrand
(
    const int* ndim, const cubareal xx[],
    const int* ncomp, cubareal ff[],
    void* userdata
);

并且在您的主程序中，您可以 e. G。解析命令行参数计算a、b、c并通过setIntegrationParameters将它们设置为集成参数。

（您可以对 C 代码执行完全相同的操作，当然然后使用 C-Casts 和静态全局变量而不是匿名名称空间...）

c++ 中用于数值积分的局部函数的解决方法

workaround to local functions in c++ for numerical integration

c++

function

physics

integral