C ++ Praktik terbaik untuk berurusan dengan banyak konstanta, variabel dalam kode ilmiah

Saya mengembangkan kode untuk mensimulasikan aliran fluida dengan zat biologis yang ada dalam aliran. Ini melibatkan persamaan standar Navier-Stokes yang digabungkan ke beberapa model biologis tambahan. Ada banyak parameter / konstanta.

Saya memiliki fungsi tertulis untuk menangani perhitungan utama, tetapi masalah yang saya miliki adalah banyaknya konstanta / parameter yang menjadi sandaran perhitungan ini. Tampaknya rumit untuk melewatkan 10-20 argumen ke suatu fungsi.

Salah satu alternatif adalah membuat semua konstanta variabel global, tapi saya tahu ini disukai di C ++.

Apa cara standar menangani banyak input ke suatu fungsi? Haruskah saya membuat struct dan meneruskannya?

Terima kasih

Jika Anda memiliki konstanta yang tidak akan berubah sebelum berjalan, deklarasikan dalam file header:

//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

Alasan mengapa Anda ingin melakukan ini adalah karena ia memungkinkan kompiler untuk menghitung nilai-nilai konstan sebelum waktu berjalan, yang bagus jika Anda memiliki banyak dari mereka.

Anda juga dapat menggunakan kelas sederhana untuk memberikan nilai:

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);
}

Alternatif lain yang mungkin sejalan dengan alur pemikiran Anda adalah dengan menggunakan namespace (atau ruang nama bersarang) untuk mengelompokkan konstanta dengan benar. Contohnya mungkin:

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

Dengan menggunakan teknik di atas, Anda dapat melokalisasi konstanta referensi ke beberapa file dan ruang nama yang diinginkan, menjadikannya lebih terkontrol daripada variabel global sambil mendapatkan beberapa manfaat serupa. Ketika Anda menggunakan konstanta, itu sesederhana melakukan:

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

Jika Anda tidak menyukai rantai panjang ruang nama bersarang, Anda selalu dapat mempersingkat hal-hal bila perlu dengan menggunakan alias namespace:

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

Salah satu cara yang saya lakukan adalah menggunakan singleton.

Ketika Anda memulai program Anda, Anda memulai singleton Anda dan mengisinya dengan data konstan (mungkin dari file properti yang Anda miliki untuk dijalankan). Anda mendapatkan ini di setiap kelas yang Anda butuhkan nilainya dan hanya menggunakannya.