c++ - 模块化意大利面条代码

Question

我仍然是 C++ 的新手，我一直在尝试模块化提供给我的一些意大利面条代码。到目前为止(除了学习如何使用 git 和安装 rarray 库以用它们替换自动数组之外)我一直对如何模块化事物然后通过 make 编译它感到困惑。

我知道我必须在 header 中创建原型(prototype)，从我的函数创建我的目标文件，然后用“驱动程序”代码编译它。运行/编写 make 文件不是我关心的，但它是如何开始像这样模块化代码；我不确定如何创建修改数组的函数!

任何指向正确方向的指示都会很棒。如有必要，我可以澄清更多。

#include <cmath>
#include <iostream>
#include <rarray> // Including the rarray library.
#include <rarrayio> // rarray input/output, if necessary. Probably not.
int main()
{
    // ants walk on a table
    rarray<float,2> number_of_ants(356,356);
    rarray<float,2> new_number_of_ants(356,356);
    rarray<float,2> velocity_of_ants(356,356);
    const int total_ants = 1010; // initial number of ants
    // initialize
    for (int i=0;i<356;i++) {
        for (int j=0;j<356;j++) {
            velocity_of_ants[i][j] = M_PI*(sin((2*M_PI*(i+j))/3560)+1);
        }
    }
    int n = 0;
    float z = 0;
    for (int i=0;i<356;i++) {
        for (int j=0;j<356;j++) {
            number_of_ants[i][j] = 0.0;
        }
    }
    while (n < total_ants) {
        for (int i=0;i<356;i++) {
            for (int j=0;j<356;j++) {
                z += sin(0.3*(i+j));
                if (z>1 and n!=total_ants) {
                    number_of_ants[i][j] += 1;
                    n += 1;
                }
            }
        }
    }
    // run simulation
    for (int t = 0; t < 40; t++) {
        float totants = 0.0;
        for (int i=0;i<356;i++) {
            for (int j=0;j<356;j++) {
                totants += number_of_ants[i][j];
            }
        }
        std::cout << t<< " " << totants << std::endl;
        for (int i=0;i<356;i++) {
            for (int j=0;j<356;j++) {
                new_number_of_ants[i][j] = 0.0;
            }
        }
        for (int i=0;i<356;i++) {
            for (int j=0;j<356;j++) {
                int di = 1.9*sin(velocity_of_ants[i][j]);
                int dj = 1.9*cos(velocity_of_ants[i][j]);
                int i2 = i + di;
                int j2 = j + dj;
                // some ants do not walk
                new_number_of_ants[i][j]+=0.8*number_of_ants[i][j];
                // the rest of the ants walk, but some fall of the table
                if (i2>0 and i2>=356 and j2<0 and j2>=356) {
                    new_number_of_ants[i2][j2]+=0.2*number_of_ants[i][j];
                }
            }
        }
        for (int i=0;i<356;i++) {
            for (int j=0;j<356;j++) {
                number_of_ants[i][j] = new_number_of_ants[i][j];
                totants += number_of_ants[i][j];
            }
        }
    }
    return 0;
}             

Answer 1

I've been sort of stumped as to how to modularize things and then compile it via make.

部分原因可能是您尝试模块化的代码。模块化是一种习惯用法，通常用于帮助分离问题域，这样如果一个代码区域出现问题，它就不一定*影响另一个区域，并且在构建更大的应用程序时特别有用；模块化也是面向对象设计中类的重点之一。

*关于“意大利面条化”，也就是说，如果代码真的是“意大利面条代码”，经常修改或修复一个代码区域肯定会影响代码的其他区域，产生意想不到或无法预料的后果，换句话说，不是模块化的。

您发布的代码是 63 行(主要功能)，实际上不需要任何模块化。虽然如果你愿意，你会想看看什么可以被模块化以及什么应该是，但是再一次，没有太多的方式来分离out，除了制作单独的功能(这只会增加代码量)。既然你特地问过

I'm not sure how to make functions that modify arrays!

这可以通过以下方式完成:

// to pass a variable by reference (so as to avoid making copies), just give the type with the & symbol
void run_simulation(rarray<float,2>& noa, rarray<float,2>& new_noa, rarray<float,2>& voa)
{
    // do something with the arrays
}

int main()
{
    // ants walk on a table
    rarray<float,2> number_of_ants(356,356);
    rarray<float,2> new_number_of_ants(356,356);
    rarray<float,2> velocity_of_ants(356,356);
    ...
    run_simulation(number_of_ants, new_number_of_ants, velocity_of_ants);
    ...
}

此外，应该注意您的代码中存在潜在错误；在 run simulation 循环下，您声明 float totants = 0.0; 然后对该变量进行操作直到循环结束，此时您仍使用 对其进行修改totants += number_of_ants[i][j];.如果此变量是用于保持“运行”总数而不被重置，则需要将 totants 声明移到 for 循环，否则，严格来说，最后的 totants += 语句是不必要的。

希望这可以帮助增加一些清晰度。