C ++ Thực tiễn tốt nhất để xử lý nhiều hằng số, biến trong mã khoa học

Tôi đang phát triển một mã để mô phỏng dòng chất lỏng với các chất sinh học có trong dòng chảy. Điều này liên quan đến các phương trình Navier - Stokes tiêu chuẩn kết hợp với một số mô hình sinh học bổ sung. Có nhiều tham số / hằng số.

Tôi có các hàm viết để xử lý các tính toán chính, nhưng một vấn đề tôi gặp phải là số lượng lớn các hằng số / tham số mà các tính toán này phụ thuộc vào. Có vẻ rườm rà khi truyền 10-20 đối số cho một hàm.

Một cách khác là tạo tất cả các biến toàn cục, nhưng tôi biết điều này được tán thành trong C ++.

Cách tiêu chuẩn để xử lý nhiều đầu vào cho một chức năng là gì? Tôi có nên tạo một cấu trúc và vượt qua điều đó thay vào đó?

Cảm ơn bạn

Nếu bạn có các hằng số sẽ không thay đổi trước khi chạy, hãy khai báo chúng trong tệp tiêu đề:

//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

Lý do tại sao bạn muốn làm điều này là vì nó cho phép trình biên dịch tính toán các giá trị không đổi trước thời gian chạy, điều này rất tốt nếu bạn có nhiều trong số chúng.

Bạn cũng có thể sử dụng một lớp đơn giản để truyền các giá trị xung quanh:

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);
}

Một cách khác có thể phù hợp với lối suy nghĩ của bạn là sử dụng một không gian tên (hoặc không gian tên lồng nhau) để nhóm các hằng số đúng. Một ví dụ có thể là:

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

Sử dụng kỹ thuật trên, bạn có thể bản địa hóa các hằng tham chiếu đến một số tệp và không gian tên mong muốn, làm cho chúng được kiểm soát nhiều hơn các biến toàn cục trong khi nhận được một số lợi ích tương tự. Khi bạn sử dụng các hằng số, nó đơn giản như cách làm:

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

Nếu bạn không thích các chuỗi không gian tên lồng nhau, bạn luôn có thể rút ngắn mọi thứ khi cần bằng cách sử dụng bí danh không gian tên:

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

Một cách mà tôi làm là sử dụng singleton.

Khi bạn bắt đầu chương trình, bạn khởi tạo singleton và điền nó với dữ liệu không đổi (có thể từ tệp thuộc tính mà bạn có để chạy). Bạn nhận được điều này trong mỗi lớp mà bạn cần các giá trị và chỉ cần sử dụng nó.