c++ - 类成员函数的 GSL 集成

Question

我有一个名为 Universe 的类。该类包括一个用于计算距离的成员函数，并且需要对一个丑陋的函数进行数值积分。我试图使用 GSL 执行集成，但在尝试编译库时出现以下错误 -

$ g++ -c -O3 -std=c++11 Universe.cpp -o Universe.o
$ error: cannot convert ‘Universe::Hz’ from type ‘double (Universe::)(double, void*)’ to type ‘double (*)(double, void*)’

这是没有构造函数的 Universe 类(为简洁起见):

宇宙.h

#ifndef UNIVERSE_H
#define UNIVERSE_H

#include <cmath>
#include <gsl/gsl_integration.h>

using namespace std;

class Universe {
private:
    static constexpr double c = 299792458.0, Mpc2Km = 3.08567758e+19, Yrs2Sec = 3.15569e7;
    double H0 = 67.77, OmegaM = (0.022161+0.11889)/(H0*H0), OmegaL = 0.6914, OmegaG = 8.24e-5, OmegaK = 0.0009;
    double Ez(double z);
    double Hz(double z, void* params);
public:
    double distH, timeH;
    Universe() = default;
    Universe(double h0);
    Universe(double omegaM, double omegaL);
    Universe(double h0, double omegaM, double omegaL);
    Universe(double omegaM, double omegaL, double omegaG, double omegaK);
    Universe(double h0, double omegaM, double omegaL, double omegaG, double omegaK);
    //double radius();
    //double age();
    double distC(double z);
    };

#endif

宇宙.cpp

#include <cmath>
#include <gsl/gsl_integration.h>
#include "Universe.h"

using namespace std;

double Universe::Hz(double z, void* params)  {
    double result = 1.0/pow(OmegaL + pow(1.0+z,3.0)*OmegaM + pow(1.0+z,4.0)*OmegaG + pow(1.0+z,2.0)*OmegaK, 0.5);
    return result;
    }

double Universe::distC(double z) { 
    double lower_limit = 0.0, abs_error = 1.0e-8, rel_error = 1.0e-8, alpha = 0.0, result, error;
    gsl_integration_workspace *work_ptr = gsl_integration_workspace_alloc(1000);
    gsl_function Hz_function;
    void* params_ptr = &alpha;
    Hz_function.function = Universe::Hz;
    Hz_function.params = params_ptr;
    gsl_integration_qags(&Hz_function, lower_limit, z, abs_error, rel_error, 1000, work_ptr, &result, &error);
    return distH*result;
    }

我不太清楚如何解决这个问题，我第一次使用 GSL 是基于以下文档: http://www.gnu.org/software/gsl/manual/html_node/Numerical-integration-examples.html和以下指南: http://www.physics.ohio-state.edu/~ntg/780/gsl_examples/qags_test.cpp感谢您的查看和任何答案!

Answer 1

尝试以下操作:将您的 Hz 函数设为静态，如下所示:

static double Hz(double z, void* params) 

我已验证这适用于您的代码。

我不是专家，但我相信(随后是手动解释)基本问题是，因为 gsl_function 结构需要一个指向函数的指针(即 double * ), 编译器不喜欢使用来自甚至还没有被实例化的“对象”的类方法。然而，在类中使函数静态意味着编译器甚至在类的实例存在之前就知道可以在哪里找到该函数，并且可以使用指向该函数的指针来处理。 (也许有人能给出比这更好的解释，但希望我不会离题太远。)

希望这对您有所帮助。