c++ - 如何从 C++ 中的函数内部更改数组
问题描述
我正在尝试编写一个 c++ rk4 算法,无论我尝试什么,我似乎都遇到了同样的错误。我可以编译程序,但我不断得到一个zsh: segmentation fault (core dumped) ./main
. 我认为问题出在 rk4 函数中:
void funcs::rk4(double *p_vec, double h)
{
double *k0, *k1, *k2, *k3, *l0, *l1, *l2;
k0 = force( p_vec );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
l0[ inst ] = p_vec[ inst ] + h*( k0[ inst ] );
}
k1 = force( l0 );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
l1[ inst ] = p_vec[ inst ] + ( h/2 ) * ( k1[ inst ] );
}
k2 = force( l1 );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
l2[ inst ] = p_vec[ inst ] + ( h/2 ) * ( k2[ inst ] );
}
k3 = force( l2 );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
( p_vec )[ inst ] += ( ( k0[ inst ] ) + 2*( k1[ inst ] ) + 2* ( k2[ inst ] ) + ( k3[ inst ] ) )*( h/6 );
}
}
如果有帮助,这也是主要功能:
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <vector>
#include "functions.h"
using namespace std;
int main( int argc, char **argv )
{
float alpha = 0, beta = 1;
int Number = 1000;
double h = ( beta - alpha )/ Number;
double postiton_0 = 1.0, velocity_0 = 0.0;
vector<double> time = funcs::linspace( alpha, beta, Number );
double p_vector[2] = { postiton_0, velocity_0 };
for ( int inst = 0; inst <= Number; ++inst )
{
funcs::rk4( p_vector, h );
cout << inst << ", " << p_vector[ 0 ]
<< ", " << p_vector[ 1 ] << endl;
}
return 0;
}
非常感谢您!
编辑:
感谢您的快速回复!
这是源代码的来源:
double * funcs::force(double *p_vec)
{
double force_position = p_vec[ 0 ], force_velocity = p_vec[ 1 ];
static double force_p_vec[ 2 ];
double force_acceleration = -force_position*force_position;
force_p_vec[ 0 ] = force_velocity;
force_p_vec[ 1 ] = force_acceleration;
return force_p_vec;
}
问题是,当我尝试在没有 rk4 的情况下运行 force 函数时,我确实得到了数字,也许这是我使用指针的方式。没有它们我有什么办法吗?谢谢。
更新:
我决定接受不使用指针和动态内存分配的建议并使用以下代码:
void funcs::rk4(double *p_vec, double h)
{
double temp[ 2 ];
double *k0 = force( p_vec );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
temp[ inst ] = p_vec[ inst ] + h*( k0[ inst ] );
}
double *k1 = force( temp );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
temp[ inst ] = p_vec[ inst ] + ( h/2 ) * ( k1[ inst ] );
}
double *k2 = force( temp );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
temp[ inst ] = p_vec[ inst ] + ( h/2 ) * ( k2[ inst ] );
}
double *k3 = force( temp );
for ( int inst = 0; inst < 2; ++inst )
{
p_vec[ inst ] += ( ( k0[ inst ] ) + 2*( k1[ inst ] ) + 2* ( k2[ inst ] ) + ( k3[ inst ] ) )*( h/6 );
}
}
我得到了数字,但它们爆炸到无穷大,这不是预期的效果。这是一个简单的谐振子。位置和速度应该在 1 和 0 之间振荡。我使用的是相同的力函数。
谢谢!
解决方案
即使使用最新版本的 仍然存在的一个问题funcs::rk4()
是您的所有指针 ( k0
... k3
) 都指向内部相同的静态缓冲区funcs::force()
。因此,当你在计算
p_vec[ inst ] += ( ( k0[ inst ] ) + 2*( k1[ inst ] ) + 2* ( k2[ inst ] ) + ( k3[ inst ] ) )*( h/6 );
all of k0
...k3
实际上有k3
.
所以,你需要funcs::force()
返回一个数组而不是一个指针。如您所知,您不能返回 C 样式的数组。但是,您可以返回std::array
。你的功能变成
std::array<double, 2> funcs::force(double *p_vec)
{
double force_position = p_vec[ 0 ], force_velocity = p_vec[ 1 ];
std::array<double, 2> force_p_vec; //non-static!
double force_acceleration = -force_position*force_position;
force_p_vec[ 0 ] = force_velocity;
force_p_vec[ 1 ] = force_acceleration;
return force_p_vec;
}
每个k0
... k3
insidefuncs::rk4()
也应该被声明std::array<double, 2>
而不是double
.
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