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クラスのメンバ関数の数値積分

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pteryx

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発生している問題

別のヘッダファイルに書いた数値積分の関数で、クラス内のメンバ関数の数値積分をしたいのですが、以下のエラーメッセージが出てしまいました。
静的メンバでないのが原因のようですが、そのようなメンバ関数を数値積分するにはどうしたらよいのでしょうか?

エラーメッセージ

rei.cpp: In member function 'double MyClass::factor(double)':
rei.cpp:18:66: error: invalid use of non-static member function
double MyClass::factor(double t) { return exp(trapzd(func,0.,t,30)); }

該当のソースコード

rei.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include "integral.hpp"

class MyClass{
private:
    double w;
    double get_w(double t){return w;}
    double func(double t){ return (1.+ get_w(t))/(1.+ t); }
public:
    MyClass(){}
    MyClass(double a)
        : w(a) {}
    double factor(double);
};

double MyClass::factor(double t) { return exp(trapzd(func,0.,t,30)); }


int main(){
    double t = 0.5;
    MyClass c(-1.);
    std::cout << c.factor(t) << std::endl;

    return 0;
}
integral.hpp
#include <iostream>
#include <cmath>

double trapzd(double (*func)(double), double a, double b, int n)
{
    double x,tnm,sum,del;
    static double s;
    int it,j;
    if (n == 1) {
        return (s=0.5*(b-a)*(func(a)+func(b)));
    } else {
        for (it=1,j=1;j<n-1;j++) it <<= 1;
        tnm=it;
        del=(b-a)/tnm;
        x=a+0.5*del;
        for (sum=0.0,j=1;j<=it;j++,x+=del) sum += func(x); s=0.5*(s+(b-a)*sum/tnm);
        return s;
    } 
}
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回答 1

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こんにちは。

trapzd()関数はパラメータで渡されたfunc()関数を呼び出してますが、func()はMyClassのwをアクセスしています。
つまり、func()はMyClassのメンバ関数ですから、trapzd()関数がfunc()を呼び出す時は、c.func();のようにMyClassのインスタンスを持っている必要が有ります。
しかし、MyClassはcppの中で定義しているため、integral.hppがインクルードするとおかしな事になります。(main()関数の2重定義等)
MyClassをヘッダへ入れて相互参照すれば形式的には解決できますが、trapzd()関数が受け取れるものはMyClassのメンバ関数だけとなります。
ですので、実は結構難易度の高いことに挑戦されています。

trapzd()を関数テンプレートとし、funcを関数オブジェクトとして受け取るようにすればpteryxさんが望まれているものにできると思います。

やっつけなので何か間違っているかも知れませんが、下記のイメージです。

rei.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include "integral.hpp"

class MyClass{
private:
    double w;
    double get_w(double t){return w;}
    double func(double t){ return (1.+ get_w(t))/(1.+ t); }
public:
    MyClass(){}
    MyClass(double a)
        : w(a) {}
    double factor(double);
};

double MyClass::factor(double t) { return exp(trapzd([&](double t){return func(t);},0.,t,30)); }


int main(){
    double t = 0.5;
    MyClass c(-1.);
    std::cout << c.factor(t) << std::endl;

    return 0;
}
 integral.hpp
#include <iostream>
#include <cmath>

template<class tFunc>
double trapzd(tFunc func, double a, double b, int n)
{
    double x,tnm,sum,del;
    static double s;
    int it,j;
    if (n == 1) {
        return (s=0.5*(b-a)*(func(a)+func(b)));
    } else {
        for (it=1,j=1;j<n-1;j++) it <<= 1;
        tnm=it;
        del=(b-a)/tnm;
        x=a+0.5*del;
        for (sum=0.0,j=1;j<=it;j++,x+=del) sum += func(x); s=0.5*(s+(b-a)*sum/tnm);
        return s;
    } 
}

ラムダ式を使っているので、C++11規格に対応したコンパイラが必要になります。

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  • 2016/10/14 21:13

    ありがとうございます!

    すごいです。うまくいったようです。
    ラムダ式というものがあるのですね。

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