c++ 中的 fsolve &fzero 与 GSL 根查找

Question

我在 Matlab 中有一个原型代码，它在某些计算中使用 fsolve 和 fzero。 在 c++ 中，我使用 GSL 并试图找到值 x，即 f(x)=0;

所以在我的例子中， 在 Matlab 我做：

functionSolver= @(x) myFunction(x);
XSol = fsolve(functionSolver,0);

这一个清楚地解决了Matlab函数是：

function F = myFunction(x)
%% do something with x
F = x;
end

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那么在 C++ 中，我的 myFunction 为；

double myClass::myFunction(double x){
//do something with x
return x;
}

在 GSL 文档中，它讲述了根查找示例，但需要一些帮助。 https://www.gnu.org/software/gsl/manual/html_node/Root-Finding-Examples.html#Root-Finding-Examples

必须有一些明确的方法来找到给定函数的 0 个根。即使你能给我提供简单的例子，我也会很高兴！

一切顺利。

Answer 1

您不能将类成员函数转换为 gsl_function without a wrapper。您必须使用全局函数。在这种情况下，如果您无法提供函数的一阶导数，则您链接的the GSL documentation 上显示的第二个示例是使用该库的标准方法（否则请检查第一个示例）。剩下的简化不多了。

但是，如果您愿意使用包装器，那么有很多方法可以简化您的生活。例如，您可以使用包装器to enable c++11 features like lambdas!。一般来说，我不建议任何人在没有仔细检查代码的情况下为 GSL 使用第三方包装器。您应该首先学习标准方法。

另一个例子：我开发了一个小包装器来简化 GSL 1D Root Finder API。您可以在 link 中找到源代码和一个很好的示例。我不是说你应该使用我的包装。随着时间的推移，您可能会开发自己的！

更新 1：还有O2Scl，它是我所知道的用于 gsl 的最发达的 C++ 包装器。它似乎有一个非常好的 API。再说一遍：你应该非常小心地使用包装器。

更新 2：回答评论中提出的问题：您还可以创建一个全局函数并将其用作包装器。示例：

double myFunction(double x, void* ptr) {
    myClass* ptr2 = static_cast<myClass*>(ptr);
    return ptr2->myFunction(x);
}

在更复杂的情况下我不喜欢这个解决方案（但这里非常好，可能是更简单的选项）因为如果你想发送更多参数会很麻烦（例如：你需要 2 个参数：类本身和一个额外的数字 - 在这种情况下，您需要创建一个额外的结构来容纳两者！）。使用我链接的包装器，您可以使用 lambdas 轻松发送许多参数！示例

double a = 1;
myClass m1 ....
gsl_function_pp Fp( [&](double x){return a * m1.myFunction(x);} ); 
gsl_function *F = static_cast<gsl_function*>(&Fp); 

只是为了完成，这里是包装代码

class gsl_function_pp : public gsl_function
{
   public:
   gsl_function_pp(std::function<double(double)> const& func) : _func(func){
   function=&gsl_function_pp::invoke;
   params=this;
   }     
   private:
   std::function<double(double)> _func;
   static double invoke(double x, void *params) {
   return static_cast<gsl_function_pp*>(params)->_func(x);
   }
};