Question

我有这个C ++程序：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
#include <cmath>

using namespace std;

double dx2(int t, int x, int dx)
{
    return (-9.8*cos(x));
}

int square(int x) 
{
    return (x*x);
}

double RK4(float t, float x, float dx, float h)
{
    double k1, k2, k3, k4, l1, l2, l3, l4, diff1, diff2;
    k1 = h*dx2(t,x,dx);
    l1 = h*k1;
    k2 = h*dx2(t+h/2,x+l1/2,dx+k1/2);
    l2 = h*k2;
    k3 = h*dx2(t+h/2,x+l2/2,dx+k2/2);
    l3 = h*k3;
    k4 = h*dx2(t+h,x+l3,dx+k3);
    l4 = h*k4;
    diff1 = (l1+2*l2+2*l3+l4)/float(6);
    diff2 = (k1+2*k2+2*k3+k4)/float(6);
    double OUT[] = {diff1, diff2};
    return OUT;
}

int main()
{
    double diff, t, t0, t1, x, x0, dx, dx0, h, N;
    N = 1000;
    t0 = 0;
    t  = t0;
    t1 = 10;
    x0 = 0;
    x  = x0;
    dx0 = 0;
    dx  = dx0;
    h = (t1 - t0) / float(N);

    for(int i = 1; i<=N; i++) {
        diff = RK4(t,x,dx,h);
        x = x + diff;
        t = t + h;
    }
    cout << diff;
    return 0;
}

正如你在这个程序中看到的那样，我正在解决二阶微分方程（如果有一种方法可以将LaTeX方程插入到我的问题中，请告诉我）：

d2x / dt2 = -9.8 cos（x）

这是简单摆的运动方程的一个例子。问题行是33和34.在其中我试图将OUT数组的第一个元素定义为diff1，将第二个元素定义为diff2。每当我编译这个程序（名为example.cpp）时，我都会收到错误：

g++ -Wall -o "example" "example.cpp" (in directory: /home/fusion809/Documents/CodeLite/firstExample)
example.cpp: In function ‘double RK4(float, float, float, float)’:
example.cpp:33:9: error: cannot convert ‘double*’ to ‘double’ in return
  return OUT;
         ^~~
Compilation failed.

Answer 1

确切地说，由于您返回的double数组已经衰减到double*，但该函数被定义为返回double。类型T和类型T的数组在C ++中是不同的类型，一般来说它们之间无法转换。

在这种情况下，您可能最好使用std::pair<T1, T2>（#include <utility>），因为您使用的是C ++和标准库，或者是具有两个{{1}字段的结构}}。查找double和std::pair<>，前者用于制作不同类型的元素对，后者用于制作不同类型任意大小的元组。

当您将std::tie<>的元素写入std::pair时，请使用std::cout，first成员访问该对的字段。无法使用second的重载流运算符直接输出std::pair。

修改

std::cout

Answer 2

RK4函数的返回类型为double，这是一个值，但您尝试返回其中两个的数组。那不行。您可以将返回类型更改为double*并使用new double[2]来分配数组，但使用std::pair<double, double>作为返回类型会更简单，更安全。然后你就可以return { diff1, diff2 };。

Answer 3

要从函数返回多个值，您可以选择多个：

因为您返回的所有类型都相同，您可以返回数组：

std::array<double, 2> RK4(float t, float x, float dx, float h)
{
    // ...
    return {{diff1, diff2}};
}

或std::vector

std::vector<double> RK4(float t, float x, float dx, float h)
{
    // ...
    return {{diff1, diff2}};
}

您可以返回std::tuple或std::pair（限于2个元素）：

std::pair<double, double> RK4(float t, float x, float dx, float h)
{
    // ...
    return {{diff1, diff2}};
}

或

std::tuple<double, double> RK4(float t, float x, float dx, float h)
{
    // ...
    return {{diff1, diff2}};
}

您也可以创建自定义类

struct RK4Result
{
    double diff1;
    double diff2;
};

RK4Result RK4(float t, float x, float dx, float h)
{
    // ...
    return {diff1, diff2};
}

对于移动类型昂贵，您可以使用任何以前的方法，但可以使用 out 参数：

struct RK4Result
{
    double diff1;
    double diff2;
};

void RK4(float t, float x, float dx, float h, RK4Result& res)
{
    // ...
    res = {diff1, diff2};
}

如何用可变元素创建C ++数组？

3 个答案: