调用另一个函数重载

Question

我正准备从 c++ boost 库中了解 odeint，我需要知道哪个部分做了什么。在boost/numeric/odeint/integrate/integrate_adaptive.hpp中，有一个函数叫做integrate_adaptive。这个函数有一些重载。经过我的一些操作的简化文件如下：

integrate_adaptive_minimal.hpp

#define BOOST_NUMERIC_ODEINT_INTEGRATE_INTEGRATE_ADAPTIVE_HPP_INCLUDED

#include <boost/type_traits/is_same.hpp>

#include <boost/numeric/odeint/stepper/stepper_categories.hpp>
#include <boost/numeric/odeint/integrate/null_observer.hpp>
#include <boost/numeric/odeint/integrate/detail/integrate_adaptive.hpp>
using namespace std;
namespace boost {
namespace numeric {
namespace odeint {


/*
 * the two overloads are needed in order to solve the forwarding problem
 */
template< class Stepper , class System , class State , class Time , class Observer >
size_t integrate_adaptive(
        Stepper stepper , System system , State &start_state ,
        Time start_time , Time end_time , Time dt ,
        Observer observer )
{
    cout<<"type one"<<endl;  //added by me ***************************************
    typedef typename odeint::unwrap_reference< Stepper >::type::stepper_category stepper_category;
    return detail::integrate_adaptive(
            stepper , system , start_state ,
            start_time , end_time , dt ,
            observer , stepper_category() );
    /*
     * Suggestion for a new extendable version:
     *
     * integrator_adaptive< Stepper , System, State , Time , Observer , typename Stepper::stepper_category > integrator;
     * return integrator.run( stepper , system , start_state , start_time , end_time , dt , observer );
     */
}

/**
 * \brief Second version to solve the forwarding problem,
 * can be called with Boost.Range as start_state.
 */
template< class Stepper , class System , class State , class Time , class Observer >
size_t integrate_adaptive(
        Stepper stepper , System system , const State &start_state ,
        Time start_time , Time end_time , Time dt ,
        Observer observer )
{
    cout<<"type two"<<endl;  //added by me ***************************************
    typedef typename odeint::unwrap_reference< Stepper >::type::stepper_category stepper_category;
    return detail::integrate_adaptive(
            stepper , system , start_state ,
            start_time , end_time , dt ,
            observer , stepper_category() );
}


} // namespace odeint
} // namespace numeric
} // namespace boost

这两个函数的区别与参数start_state有关。在第二个函数中，它包含一个 const 关键字。我想知道调用了哪个重载。所以，我在每个函数中添加了一个cout。然后我从这个测试文件中调用它们：

minimal.cpp

#include "integrate_adaptive_minimal.hpp"
#include <boost/numeric/odeint.hpp>
#include <armadillo>

using namespace arma;
using namespace boost::numeric::odeint;

typedef vec::fixed<2> state_type;

void sys( const state_type &x , state_type &dxdt , const double t)
{
    mat A;
    A<<-1<<0<<endr<<0<<-1;
    mat B;
    B<<1<<endr<<1;

    dxdt=A*x+B*(t>0?1:0);
}

void observer( const state_type &x , const double t )
{
}

typedef runge_kutta_dopri5<state_type> stepper_type;

int main()
{
    state_type x;
    x(0) = 0.0;
    x(1) = 0.0;
    integrate_adaptive(make_controlled(1E-10,1E-10,stepper_type()),
                        sys,x,0.0,11.0,0.1,observer);
    return 0;
}

当我编译时运行:

g++ -std=c++11 minimal.cpp  -larmadillo -lboost_thread -lboost_filesystem -lboost_system -Wfatal-errors

./a.out

结果显示调用的第一个函数integrate_adaptive没有const。现在，我想知道调用第二个函数的正确方法是什么？对象 x 不能是 const!

如果有人知道 boost 库的机制，请告诉我第二个函数的优点。

更新：

原码：github, doc

Answer 1

您只需要在调用 integrate_adaptive():

时将 x 转换为 const

integrate_adaptive(make_controlled(1E-10,1E-10,stepper_type()),
                        sys, const_cast<const state_type &>(x),0.0,11.0,0.1,observer);

函数的const版本承诺在作用域内不会修改x的内容，但main()可以在integrate_adaptive()returns后继续修改。

（使用 C++ 风格 const_cast 的优点是，如果您决定将 x 的类型更改为其他类型 class，可以更快地发现自己。）

Answer 2

老实说，我对问题的前提有点困惑。

integrate_adaptive 最终从 controlled_step_result try_step(System, const StateInOut&x, time_type&, time_type&) 调用 odeint::copy（来自 odeint/util/copy.hpp）。此处的文档说明（以及其他）

\param system The system function to solve, hence the r.h.s. of the ODE. It must fulfill the Simple System concept.

\param x The state of the ODE which should be solved. Overwritten if the step is successful. Can be a boost range.

我只是认为您不需要 const 状态。因为如果状态实际上是 const，函数就不可能实现它的承诺。

我假设存在重载以适应表示可变状态的状态对象，即使在 const 时也是如此。这看起来很奇怪，但如果你愿意的话，可以用 double * const&（而不是 double const* const&）来想象。

更新

文档对 const 重载说：

/*
* the two overloads are needed in order to solve the forwarding problem
*/

此外，上面写着

/**
* \brief Second version to solve the forwarding problem,
* can be called with Boost.Range as start_state.
*/

所以，实际上它可能只是允许使用 boost::make_iterator_range(a,b) 调用，其中 Boost Range 对象本身将是一个临时对象（绑定到 const&）并且迭代器仍然可变。

题外话：

万一你确实想把它作为常量传递，你可以这样做（当然由于上述原因它不能编译）：

state_type const x { 0, 0 };
integrate_adaptive(make_controlled(1E-10, 1E-10, stepper_type()), sys, x, 0.0, 11.0, 0.1/*, observer*/);

甚至

integrate_adaptive(make_controlled(1E-10, 1E-10, stepper_type()), sys, 
                 state_type { 0.0, 0.0 }, 0.0, 11.0, 0.1/*, observer*/);

Answer 3

状态本身会发生变异。所以传递一个真正的 const 对象，它根本不能被改变，不能传递给集成自适应。这里的 const 重载允许在 integrate_adaptive 的调用中创建状态。正如sehe已经提到的，可以像

这样调用集成自适应

integrate_adaptive( stepper , system , make_pair( a.begin() , a.begin() + 3 ) , t0 , t1 , dt , obs );

这里，状态是将三个元素打包成一个范围。没有第二个重载需要写

auto r = make_pair( a.begin() , a.begin() + 3 );    //  Without auto the type will be really complicated.
integrate_adaptive( stepper , system , r , t0 , t1 , dt , obs );

在 C++11 之前的时代，r 的类型真的很复杂，比如 pair< vector< double >::iterator , vector< double >::iterator > 并且引入第二个重载简化了很多。大多数步进器 do_step 方法也有类似的重载。

调用另一个函数重载

Calling another function overload

c++

templates

boost

overloading

odeint