gsl_odeiv2在c + +类：模板包装int（...）ode

问题描述：

我目前在我的类中使用gsl_odeiv2方法来解微分方程。但是由于众所周知的成员函数问题，我无法在类中定义我的ode-system。我目前使用的一种变通方法：我在一个全局命名空间定义我的颂歌：gsl_odeiv2在c + +类：模板包装int（...）ode

ODE.hpp: 
#include "EoS.hpp" 

#include <gsl/gsl_math.h> 
#include <gsl/gsl_errno.h> 

namespace ODEs 
{ 
    struct tov_eq_params {EoS *eos;}; 
    int tov_eq(double, const double *, double *, void *); 
} 

ODE.cpp: 
namespace ODEs { 
    int tov_eq(double r, const double *PM, double *dPdM, void *p) { 
     struct tov_eq_params * params = (struct tov_eq_params *)p; 
     EoS *eos = (params->eos); 
     ... 
    return GSL_SUCCESS 
    } 
}

，并使用指针coustom类型（类EOS）作为参数的对象。内部类解决我的颂歌我使用：

... 
struct tov_eq_params comp_tov_params = {(this->star_eos)}; 
gsl_odeiv2_evolve *comp_tov_evolve = gsl_odeiv2_evolve_alloc(3); 
gsl_odeiv2_system comp_tov_system = {tov_eq, NULL, 3,&comp_tov_params}; 
...

initalise我的系统。这工作正常，但有点混乱，因为我需要在全局命名空间中声明我的微分方程。

我知道有可能使用gsl_functions的模板包装stackoverflow.com/questions/.../how-to-avoid-static-member-function-when-using-gsl-with-c/...在C++类中使用它们。我实际上使用了那里描述的包装来为我的类中的gsl_integration方法定义函数，它完美地工作，并且更简洁，代码更少。例如：我可以用我的star_eos从上面direcly对象在函数内部：

auto dBf = [=](double r)->double{ 
     return 4 * M_PI * gsl_pow_2(r) * (this->star_eos)->nbar(this->P(r)) * sqrt(this->expLambda(r))* 1e54; 
    }; 
    gsl_function_pp<decltype(dBf)> dBfp(dBf); 
    gsl_function *dB = static_cast<gsl_function*>(&dBfp);

我试着写这样的INT（双R，常量双* PM，模板包装双* DPDM，无效* P ）函数gsl_odeiv2_system需要，但我失败了，因为我是C++的新手，并没有完全理解它的模板/ static_cast机制。

是否有人将gsl_odeiv方法及其ode系统与模板包装器一起使用？或者可以有人想出一个模板类似于上面描述的gsl_functions但是int（...）ode。

答

思考我如何在全局命名空间中设置微分方程时使用它，我找到了解决方案。我现在有一个工作包装。在一个全局命名空间，我有以下：

//gsl_wrapper.hpp 
#include <iostream> 
#include <vector> 
#include <functional> 

#include <gsl/gsl_math.h> 
#include <gsl/gsl_errno.h> 

namespace gsl_wrapper { 

    class ode_System{ 
    public: 
     ode_System(int); 
     int dim; 
     std::function<double (double, const double *, double *, int)> *df; 

    }; 

    struct ode_struct {ode_System *ode;}; 
    int ode(double, const double *, double *, void *); 
} 

//gsl_wrapper.cpp 
#include "../../include/gsl_wrapper.hpp" 

namespace gsl_wrapper { 

    ode_System::ode_System(int dim) { 
     this->dim=dim; 
    } 

    int ode(double r, const double *f, double *df, void *p) { 
     struct ode_struct * params = (struct ode_struct *)p; 
     ode_System *odeFunc = (params->ode); 

     int dim = odeFunc->dim; 
     std::function<double (double, const double *, double *, int)> dfeq=*(odeFunc->df); 

     for(int i=0;i<dim;i++){ 
      df[i] = dfeq(r,f,df,i); 
     } 

     return GSL_SUCCESS; 
    } 

};

所以我bassically有存储在我的新类ode_System我所有的具体信息，其中有一个INT昏暗到指定的系统尺寸和指针，以便一std :: function对象。这个对象代表了数学微分方程组。

里面我的类，其中，我要解决使用gsl_odeiv2一微分方程，我定义系统使用lambda函数：

std::function<double (double, const double *, double *, int)> dPMeq = [=](double r , const double * PM, double *dPdM, int i)->double{ 
    double df; 
    switch (i) 
    { 
     case 0: 
      df = ... // df_1/dr 
      break; 
     case 1: 
      df = ... // df_2/dr 
      break; 
     case 2: 
      df = ... // df_3/dr 
      break; 
     default: 
      GSL_ERROR_VAL ("comp_tov_eq:", GSL_FAILURE,GSL_FAILURE); 
      df = 0; 
    } 
    return df; 
};

上述系统代表3次微分方程的耦合系统。然后我声明一个ode_System对象具有正确的尺寸，并将其功能指针df设置为我定义的系统。然后，我只需要一个结构具有参考该系统完成：我可以用我的类中定义我微分方程gsl_odeiv2_system：

ode_System tov(3); 
tov.df= &dPMeq; 
struct ode_struct comp_tov_params = {&tov}; 
gsl_odeiv2_evolve *comp_tov_evolve = gsl_odeiv2_evolve_alloc(3); 
gsl_odeiv2_system comp_tov_system = {ode, NULL, 3, &comp_tov_params}; 
...

至于我可以告诉这个作品一样好（或坏）作为我在我的问题中提出的实现。它可以使用一些清理，但原则上这对我来说工作得很好。

但是，如果有人知道更好的方式来做到这一点，请随时分享！

gsl_odeiv2在c + +类：模板包装int（...）ode

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