调用另一个函数重载

Question

我要从c++ boost 库中了解odeint，我需要知道哪个部分做什么。 在boost/numeric/odeint/integrate/integrate_adaptive.hpp 中有一个名为integrate_adaptive 的函数。这个函数有一些重载。我的一些操作的简化文件如下：

integrate_adaptive_minimal.hpp

#define BOOST_NUMERIC_ODEINT_INTEGRATE_INTEGRATE_ADAPTIVE_HPP_INCLUDED

#include <boost/type_traits/is_same.hpp>

#include <boost/numeric/odeint/stepper/stepper_categories.hpp>
#include <boost/numeric/odeint/integrate/null_observer.hpp>
#include <boost/numeric/odeint/integrate/detail/integrate_adaptive.hpp>
using namespace std;
namespace boost {
namespace numeric {
namespace odeint {


/*
 * the two overloads are needed in order to solve the forwarding problem
 */
template< class Stepper , class System , class State , class Time , class Observer >
size_t integrate_adaptive(
        Stepper stepper , System system , State &start_state ,
        Time start_time , Time end_time , Time dt ,
        Observer observer )
{
    cout<<"type one"<<endl;  //added by me ***************************************
    typedef typename odeint::unwrap_reference< Stepper >::type::stepper_category stepper_category;
    return detail::integrate_adaptive(
            stepper , system , start_state ,
            start_time , end_time , dt ,
            observer , stepper_category() );
    /*
     * Suggestion for a new extendable version:
     *
     * integrator_adaptive< Stepper , System, State , Time , Observer , typename Stepper::stepper_category > integrator;
     * return integrator.run( stepper , system , start_state , start_time , end_time , dt , observer );
     */
}

/**
 * \brief Second version to solve the forwarding problem,
 * can be called with Boost.Range as start_state.
 */
template< class Stepper , class System , class State , class Time , class Observer >
size_t integrate_adaptive(
        Stepper stepper , System system , const State &start_state ,
        Time start_time , Time end_time , Time dt ,
        Observer observer )
{
    cout<<"type two"<<endl;  //added by me ***************************************
    typedef typename odeint::unwrap_reference< Stepper >::type::stepper_category stepper_category;
    return detail::integrate_adaptive(
            stepper , system , start_state ,
            start_time , end_time , dt ,
            observer , stepper_category() );
}


} // namespace odeint
} // namespace numeric
} // namespace boost

这两个函数的区别与参数start_state有关。在第二个函数中，它包含一个 const 关键字。我想知道调用了哪个重载。因此，我在每个函数中添加了一个 cout。然后我从这个测试文件中调用它们：

minimal.cpp

#include "integrate_adaptive_minimal.hpp"
#include <boost/numeric/odeint.hpp>
#include <armadillo>

using namespace arma;
using namespace boost::numeric::odeint;

typedef vec::fixed<2> state_type;

void sys( const state_type &x , state_type &dxdt , const double t)
{
    mat A;
    A<<-1<<0<<endr<<0<<-1;
    mat B;
    B<<1<<endr<<1;

    dxdt=A*x+B*(t>0?1:0);
}

void observer( const state_type &x , const double t )
{
}

typedef runge_kutta_dopri5<state_type> stepper_type;

int main()
{
    state_type x;
    x(0) = 0.0;
    x(1) = 0.0;
    integrate_adaptive(make_controlled(1E-10,1E-10,stepper_type()),
                        sys,x,0.0,11.0,0.1,observer);
    return 0;
}

当我编译运行时：

g++ -std=c++11 minimal.cpp  -larmadillo -lboost_thread -lboost_filesystem -lboost_system -Wfatal-errors

./a.out

结果显示第一个函数integrate_adaptive被调用，它没有const。现在，我想知道调用第二个函数的正确方法是什么？对象 x 不能是const！

如果有人知道boost 库的机制，请告诉我第二个函数的优势。

更新：

原代码：github,doc

Answer 1

状态本身将发生变异。所以传递一个根本不能变异的真正的 const 对象是不能传递到集成自适应的。这里的 const 重载是为了允许在集成自适应的调用中创建状态。正如sehe已经提到的，可以调用集成自适应

integrate_adaptive( stepper , system , make_pair( a.begin() , a.begin() + 3 ) , t0 , t1 , dt , obs );

这里，状态是一个范围内的三个元素的范围。如果没有第二个重载，则需要编写

auto r = make_pair( a.begin() , a.begin() + 3 );    //  Without auto the type will be really complicated.
integrate_adaptive( stepper , system , r , t0 , t1 , dt , obs );

在 C++11 之前的时代，r 的类型非常复杂，类似于pair< vector< double >::iterator , vector< double >::iterator >，引入第二个重载简化了很多。大多数步进器do_step 方法也有类似的重载。

Answer 2

说实话，我对这个问题的前提有点困惑。

integrate_adaptive 最终从 controlled_step_result try_step(System, const StateInOut&x, time_type&, time_type&) 调用 odeint::copy（来自 odeint/util/copy.hpp）。此处的文档说明（除其他外）

• \param system 要求解的系统函数，因此 r.h.s.的 ODE。它必须满足Simple System 概念。
• \param x 应该求解的 ODE 的状态。 如果覆盖 步骤成功。可以是提升范围。

我根本不认为你想要一个 const 状态。因为如果状态实际上是 const，则该函数不可能实现它的承诺。

我假设存在重载以容纳表示可变状态的状态对象，即使在 const 时也是如此。这看起来很奇怪，但如果您愿意，可以使用double * const&（而不是double const* const&）来想象。

更新

文档说 const 重载：

/*
* the two overloads are needed in order to solve the forwarding problem
*/

还有，它说

/**
* \brief Second version to solve the forwarding problem,
* can be called with Boost.Range as start_state.
*/

因此，实际上它可能只是允许使用 boost::make_iterator_range(a,b) 调用，其中 Boost Range 对象本身将是一个临时对象（绑定到 const&）并且迭代器仍然是可变的。

---

题外话：

如果您确实想将它作为 const 传递，您可以这样做（当然，由于上述原因，它无法编译）：

state_type const x { 0, 0 };
integrate_adaptive(make_controlled(1E-10, 1E-10, stepper_type()), sys, x, 0.0, 11.0, 0.1/*, observer*/);

甚至

integrate_adaptive(make_controlled(1E-10, 1E-10, stepper_type()), sys, 
                 state_type { 0.0, 0.0 }, 0.0, 11.0, 0.1/*, observer*/);

Answer 3

您只需在调用integrate_adaptive() 时将x 转换为const：

integrate_adaptive(make_controlled(1E-10,1E-10,stepper_type()),
                        sys, const_cast<const state_type &>(x),0.0,11.0,0.1,observer);

该函数的 const 版本承诺它不会在其作用域内修改 x 的内容，但main() 可以在integrate_adaptive() 返回后继续修改它。

（使用 C++ 风格的 const_cast 的优点是，如果您决定将 x 的类型更改为其他类，可以更快地发现自己。）