stl 相关问题

标准模板库（STL）是通用容器，迭代器，算法和函数对象的C ++库。当C ++被标准化时，STL的大部分被采用到标准库中，并且标准库中的这些部分有时也被错误地统称为“STL”。

我正在尝试实现高斯-勒让德求积，我想要一个模板化函数将点数作为模板参数。现在我有这个：模板我正在尝试实现高斯-勒让德求积，并且我想要一个模板化函数将点数作为模板参数。现在我有这个： template<int number_of_quadrature_points> double gaussian_quadrature_integral_core(double (*f)(double), double from, double to){ double scaling_factor = (to-from)/2; double average_factor = (from+to)/2; std::array<double, number_of_quadrature_points> factors; std::array<double, number_of_quadrature_points> points; if constexpr(number_of_quadrature_points == 2){ factors = {1, 1}; points = {-1.0/sqrt(3), 1.0/sqrt(3)}; } if constexpr(number_of_quadrature_points == 3){ factors = {5.0/9.0, 8.0/9.0, 5.0/9.0}; points = {-sqrt(3.0/5.0), 0, sqrt(3.0/5.0)}; } double sum = 0; for(int i = 0; i < number_of_quadrature_points; i++){ sum += factors.at(i)*((*f)(scaling_factor*points.at(i)+average_factor)); } sum *= scaling_factor; return sum; } 如您所见，当模板参数发生变化时，不仅数组大小发生变化，而且内容也发生变化，但对于给定的大小，内容是众所周知的。出于这个原因，我认为如果 std::arrays 是 const static 会更好，因为该函数被调用很多次。现在我只能使用 if constexpr 来声明数组，但是如何使用它来定义和声明数组，以便它在 if constexpr 范围之外可见并且数组只定义一次？添加两个辅助函数就足够了（如果您使用的是 C++20）： template<unsigned N> constexpr auto init_factors() { std::array<double, N> rv; if constexpr(N == 2){ rv = {1., 1.}; } else { rv = {5.0/9.0, 8.0/9.0, 5.0/9.0}; } return rv; } template<unsigned N> constexpr auto init_points() { std::array<double, N> rv; if constexpr(N == 2){ rv = {-1.0/std::sqrt(3.), 1.0/std::sqrt(3.)}; } else { rv = {-std::sqrt(3.0/5.0), 0, std::sqrt(3.0/5.0)}; } return rv; } template<unsigned number_of_quadrature_points> double gaussian_quadrature_integral_core(double (*f)(double), double from, double to) { static constexpr auto factors = init_factors<number_of_quadrature_points>(); static constexpr auto points = init_points<number_of_quadrature_points>(); [...] 为了防止使用错误的点数，您可以添加 static_assert template<unsigned number_of_quadrature_points> double gaussian_quadrature_integral_core(double (*f)(double), double from, double to) { static_assert(number_of_quadrature_points==2||number_of_quadrature_points==3); ...或者如果您想稍后进行专业化，请阻止使用 SFINAE 进行匹配： #include <type_traits> template<unsigned number_of_quadrature_points> std::enable_if_t<number_of_quadrature_points==2||number_of_quadrature_points==3, double> gaussian_quadrature_integral_core(double (*f)(double), double from, double to) { 您可能有模板变量： template <std::size_t N> static constexpr std::array<double, N> factors; template <std::size_t N> static constexpr std::array<double, N> points; template <> constexpr std::array<double, 2> factors<2>{{1, 1}}; template <> constexpr std::array<double, 2> points<2>{{-1.0 / sqrt(3), 1.0 / sqrt(3)}}; template <> constexpr std::array<double, 3> factors<3>{{5.0 / 9.0, 8.0 / 9.0, 5.0 / 9.0}}; template <> constexpr std::array<double, 3> points<3>{{-sqrt(3.0 / 5.0), 0, sqrt(3.0 / 5.0)}}; 然后 template<int number_of_quadrature_points> double gaussian_quadrature_integral_core(double (*f)(double), double from, double to) { const double scaling_factor = (to - from) / 2; const double average_factor = (from + to) / 2; double sum = 0; for(int i = 0; i < number_of_quadrature_points; i++){ sum += factors<number_of_quadrature_points>[i] * ((*f)(scaling_factor * points<number_of_quadrature_points>[i] + average_factor)); } sum *= scaling_factor; return sum; } 演示请注意，如果您没有 constexpr constexpr（而 const 没有），则必须将 sqrt 替换为 std::。您可以使用本主题中类似的内容：有没有办法在 C++ 模板特化中对常量值参数设置条件？因此，我们使用 std::enable_if 和 SFINAE 创建两个模板专业化。我们通过模板参数number_of_quadrature_points来区分它们。这样我们就有了全局参数，不必多次定义和实例化。此代码使用 c++17 编译。我还建议使用现代方法 std::function<> 而不是函数指针。 #include <array> #include <cmath> #include <iostream> #include <functional> template<int number_of_quadrature_points, typename E=void> struct gaussian_quadrature_params { }; template<int number_of_quadrature_points> struct gaussian_quadrature_params<number_of_quadrature_points, std::enable_if_t<(number_of_quadrature_points==2)> > { constexpr static const std::array<double, number_of_quadrature_points> factors = {1, 1}; constexpr static const std::array<double, number_of_quadrature_points> points = {-1.0/sqrt(3), 1.0/sqrt(3)}; }; template<int number_of_quadrature_points> struct gaussian_quadrature_params<number_of_quadrature_points, std::enable_if_t<(number_of_quadrature_points==3)> > { constexpr static const std::array<double, number_of_quadrature_points> factors = {5.0/9.0, 8.0/9.0, 5.0/9.0}; constexpr static const std::array<double, number_of_quadrature_points> points = {-sqrt(3.0/5.0), 0, sqrt(3.0/5.0)}; }; double f(double x) { return x; } template<int number_of_quadrature_points> double gaussian_quadrature_integral_core(std::function<double(double)> f, double from, double to){ double scaling_factor = (to-from)/2; double average_factor = (from+to)/2; double sum = 0; for(int i = 0; i < number_of_quadrature_points; i++){ sum += gaussian_quadrature_params<number_of_quadrature_points>::factors.at(i)*(f(scaling_factor*gaussian_quadrature_params<number_of_quadrature_points>::points.at(i)+average_factor)); } sum *= scaling_factor; return sum; } int main() { std::cout << gaussian_quadrature_integral_core<2>(f, -1.0, 1.0) << std::endl; std::cout << gaussian_quadrature_integral_core<3>(f, -1.0, 1.0) << std::endl; } 怎么样 // N: number_of_quadrature_points template<int N> double gaussian_quadrature_integral_core(double (*f)(double), double from, double to) { constexpr std::array<double, N> factors = []() ->std::array<double, N>{ if constexpr(N == 2) return {1.0, 1.0}; else if constexpr(N == 3) return {5.0 / 9.0, 8.0 / 9.0, 5.0 / 9.0}; // ... other N cases }(); constexpr std::array<double, N> points= []()->auto{ if constexpr(N == 2) return std::array<double, N>{-1.0 / std::sqrt(3), 1.0 / std::sqrt(3)}; else if constexpr(N == 3) return std::array<double, N>{-std::sqrt(3.0 / 5.0), 0, std::sqrt(3.0 / 5.0)}; // ... other N cases }(); double scaling_factor = (to - from) / 2; double average_factor = (from + to) / 2; double sum = 0; for (int i = 0; i < N; i++) sum += factors.at(i)*((*f)(scaling_factor * points.at(i) + average_factor)); sum *= scaling_factor; return sum; } 使用 if constexpr 声明和定义数组。

c++ arrays stl containers constexpr

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