处理科学代码中许多常量，变量的C ++最佳实践

我正在开发代码，以使用流体中存在的生物物质来模拟流体流动。这涉及到标准的Navier-Stokes方程以及一些其他的生物学模型。有许多参数/常量。

我已经编写了处理主要计算的函数，但是我遇到的一个问题是这些计算所依赖的大量常量/参数。将10-20个参数传递给一个函数似乎很麻烦。

一种替代方法是使所有常量成为全局变量，但是我知道这在C ++中是不受欢迎的。

处理一个功能的许多输入的标准方法是什么？我应该构造一个结构并通过它吗？

谢谢

如果您的常量在运行前不会改变，请在头文件中声明它们：

//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

之所以要这样做，是因为它允许编译器在运行时之前提前计算常量值，如果您有很多常量值，那么这很好。

您还可以使用一个简单的类来传递值：

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);
}

可能与您的思路相吻合的另一种选择是使用名称空间（或嵌套名称空间）正确地对常量进行分组。一个示例可能是：

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

使用上述技术，您可以将引用常量本地化为某些所需的文件和名称空间，从而使它们比全局变量更受控制，同时获得一些类似的好处。使用常量时，它很简单：

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

如果您不喜欢嵌套名称空间的长链，则始终可以在必要时使用名称空间别名来缩短内容：

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

我做的一种方法是使用单例。

启动程序时，您将启动单例并用常量数据填充（可能来自运行时使用的属性文件）。您需要使用每个值在每个类中使用它。