C ++ แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการจัดการกับค่าคงที่จำนวนมากตัวแปรในรหัสทางวิทยาศาสตร์

ฉันกำลังพัฒนารหัสเพื่อจำลองการไหลของของเหลวกับสารชีวภาพที่มีอยู่ในการไหล เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับสมการเนเวียร์ - สโตกส์คู่กับแบบจำลองทางชีวภาพเพิ่มเติม มีหลายพารามิเตอร์ / ค่าคงที่

ฉันได้เขียนฟังก์ชันเพื่อจัดการการคำนวณที่สำคัญ แต่ปัญหาที่ฉันมีคือค่าคงที่ / พารามิเตอร์จำนวนมากที่การคำนวณเหล่านี้ขึ้นอยู่กับ ดูเหมือนว่ายุ่งยากที่จะส่งผ่านอาร์กิวเมนต์ 10-20 ข้อไปยังฟังก์ชัน

อีกทางเลือกหนึ่งคือการทำให้ค่าคงที่ทั่วโลกตัวแปรทั้งหมด แต่ฉันรู้ว่านี่คือขมวดคิ้วใน C ++

วิธีมาตรฐานในการจัดการอินพุตจำนวนมากให้กับฟังก์ชันคืออะไร ฉันควรสร้าง struct และส่งมันแทนหรือไม่?

ขอขอบคุณ

หากคุณมีค่าคงที่ที่จะไม่เปลี่ยนแปลงก่อนที่จะเรียกใช้ประกาศในไฟล์ส่วนหัว:

//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

เหตุผลที่คุณต้องการทำเช่นนี้คือมันช่วยให้คอมไพเลอร์ในการคำนวณค่าคงที่ก่อนเวลาทำงานซึ่งเป็นสิ่งที่ดีถ้าคุณมีพวกเขาจำนวนมาก

คุณยังสามารถใช้คลาสแบบง่าย ๆ เพื่อส่งผ่านค่าต่างๆ:

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);
}

อีกทางเลือกหนึ่งที่อาจสอดคล้องกับขบวนความคิดของคุณคือการใช้เนมสเปซ (หรือเนมสเปซที่ซ้อนกัน) เพื่อจัดกลุ่มค่าคงที่ให้เหมาะสม ตัวอย่างอาจเป็น:

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

การใช้เทคนิคด้านบนคุณสามารถแปลค่าคงที่อ้างอิงไปยังไฟล์และเนมสเปซที่ต้องการบางอย่างทำให้ควบคุมได้ดีกว่าตัวแปรทั่วโลกในขณะที่รับผลประโยชน์ที่คล้ายกัน เมื่อคุณใช้ค่าคงที่มันง่ายเหมือนการทำ:

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

หากคุณไม่ชอบโซ่ยาวของเนมสเปซที่ซ้อนกันคุณสามารถย่อให้สั้นลงเมื่อจำเป็นโดยใช้นามแฝงเนมสเปซ:

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

วิธีหนึ่งที่ฉันทำคือใช้ซิงเกิล

เมื่อคุณเริ่มโปรแกรมของคุณคุณจะเริ่มต้นซิงเกิลตันและเติมข้อมูลคงที่ (อาจมาจากไฟล์คุณสมบัติที่คุณมีสำหรับการรัน) คุณได้สิ่งนี้ในทุก ๆ คลาสที่คุณต้องการค่าและใช้มัน