くれなゐの雑記

身の回りの人や自分が困っていたことを記事にしています

OpenFOAMの終了時間予測ツールを作ってみた

動機(ポエム)

よく先生にこのような質問をされる 「その計算はいつ終わるんですか」 と 僕はこたえる 「今まで通りならだいたい6時間くらいで終わります」 と じゃあメッシュを細かくしたらどうか 計算条件が変わっても同じでも同じとは言えるのか そういう場合今あるterminalの出力を

tail log

してその場で線形補間をする では実際に線形補間でよいのか? その計算時間は直線的に変化しているのか? そういったことも調べる必要がある. そこで,

  • 過去n個の幅のデータを取ってきて
  • 分単位程度の精度で線形補間をし
  • 線形補間した分はどれくらい線形なのかを調べる

みたいなツールを作ることにした

簡単な構成

  • バックエンドはFlask
  • 通信はwebsocket
  • フロントエンドはEpoch

を使った.webを介することで,例えば研究室のワークステーション等で計算を回して,その場でこのスクリプトを回すことで計算結果をwebブラウザで見ることができるようになると思った. (後でCUIだけで出力できたほうがいいことに気づいた)

技術的な話

技術的にはそんなに難しいことはやっておらず,

qiita.com

qiita.com

の2つの記事と線形補間を組み合わせた感じ

使用方法やデモ

こちらの記事を見て欲しい

github.com

今後の話

最近OpenFOAMのファイルを読み込んでいい感じに設定するelectron製のツールを作っているけどtypescriptに移行したいという気持ちになってきた. あとコードの品質が最近良くないような気がしていて,その周りの本を3冊ほど読むことにした. ので,今後のツール開発等は少しお休みすると思う.

高専から大学編入をしてやったこと変わったこと

藤童子(@fwarashi)だったりkurenaifだったりと呼ばれています. 高専の方は5年生だったらギリギリ私のことを知っているかもしれません 神戸高専の出身で,神戸大学に編入してそのまま神戸大学の大学院にいます.

ちょっと技術的な話のストックがマニアックな奴しか無いので,クソポエム書きます

対象

  • KCCTの電算部の方
  • 大学編入のメリットを知りたい方
  • 私の生存確認をしたい方

大学編入前

大阪大学の編入試験に落ちて悲しい気持ちで神戸大学を受けたら運良く受かった.

勉強した参考書等はこちら http://kurenaif.hatenablog.com/entry/2014/11/13/174335

大学編入してから

編入の同期にハッカソンのやべーやつとセキュリティのやべーやつがいたり, 入った部活に同人のやべーやつがいたりしてなんか周りがやべーやつばっかりだった

高専より大学のほうが人数多いし,その分やべーやつが多いのかなという印象. タイトルどおり,大学に入ってからやり始めたことを列挙すると以下の通り

  • ほぼC++しか書いてなかったけどいろんな言語に手をつけ始めた(Python, Rust)
  • TOEICの点数が何故突然か上がった
  • CTFに触れてみた語彙力を失った
  • 部活の人にめっちゃ煽られて同人イベントにサークル参加して24人規模の合同も主催した

総じて,それに通じてる人がいたから誘われてやってみた感じでいろいろやっていくうちにいろいろ見れてよかった.周りの人間変えるとやっぱり自分も変わるんだなという感じそういう意味では専攻科に進むよりは大学編入はとても良かったと思ってます.(そもそも機械に残るつもりは微塵もなかったですが…)

大学入って,イベントに積極的に参加して,いろんな人にあって,いろんな技術に触れるのが相当大切だと思いました.競技プログラミングとかだとそこそこ実力ないとオンサイト出れなかったりしますが,ハッカソンとかのイベントだと比較的出やすかったり,創作やってる人は同人イベント等でうまくつながりを作ったりしてきっかけを作ると良いと思います.

リクルートインターンもいったのですが,いろんな人に会えていろんな技術に触れる機会ができてよかったです.

特に大学では基礎的な数学を少し触ることができてよかった.やっぱ大学の数学はレベル高いんやなって…

研究室配属されてから

高専の頃は朝から夜までずっと研究室に張り付いていたが,大学では19:00にはほとんど研究室を出るようにした. 結果いろんなアイデアがいろいろ出てきて研究をいい感じに進めることができた. やはり短期間で詰めたほうが集中力的な意味でも健康的な意味でもいい

研究室内でredmineだとかgitlabだとかのサーバーがなかったのでdocker突っ込んでモリモリ管理したり,計算機のサーバーにジョブスケジューラとか入れて管理したりしていて,サーバーの不調があると対応をしていた. インターンをしてプログラミングとかをしてお金をもらう経験をしてから,僕はなんでこの作業を無料でやっているんだろうと最近疑問に思ってしまい,大変モチベーションが下がってしまったのでボランティアで 作業をする/人に頼む ときはこういうことがあるので注意して欲しい.

まとめ

  1. 高専のころは外のイベントに余り出ずに,ひたすら引きこもってずっと作業をしていた.
  2. インターンに行ったり,大学に入っていろんなやべーやつに会って,いろんな技術に触れた
  3. 大学で数学力のなさを実感したり,突然英語の点数が上がった

いろいろ書きましたけど,意外と外に出るのはハードルが低いし,歓迎してくれるのでいろんなイベントに出て刺激を受けるといいと思います! ハードルが高いなと思ったら(私の趣味と一致するものなら)一緒にイベント参加しましょう!! twitterでリプDM待ってます

RECRUIT HOLDINGS SUMMER INTERNSHIP 2017 の ENGINEER コースに参加してきました

学業ガチ勢おじさんですが、気が変わったのでインターンに行ってきました。 結果として、とても楽しいインターンでよかったです。

動機

来年の就活が不安で仕方がないというツイートをポストしたら、知り合いから就活のしかたについて「インターンに行く。 終わり。」みたいな内容が飛んできたので、インターンに行くことにした。

いちおう競技プログラマではあるので、競技プログラミングを主催している企業に申し込むことにした。

2つ通ってどちらかを切らなければならない状態になったが、待遇面や噂、知人の体験談を聞いてリクルートに決めた。

インターン

インターンの内容自体は、社内ツールの作成みたいなことをした。htmlだとかjsだとかを使ってwebページ的なのを作った。 フロントエンドはあまり開発していなかったが、javascriptが気づいたら結構進化していて勉強しようと思った。

他のインターン生とご飯を食べたりLT会をして、話を聞いたりしたのだが、未踏で開発してた人とか、有名なjavascriptフレームワーク製作者とか明らかに周りのスペックが高すぎてなんで自分が通ったのかよくわからない気持ちになった。いい刺激になった。

リクルートインターンはご飯がすごいという噂を聞いていたが、毎食3000円くらいの予算で食べられて至福だった。 あとで食事だけのブログをアップする。 ご飯を食べるときは、社員さんと一緒にいくことになっているのだが、いろんな社員といろんな話をすることができてとても良かった。美味しいご飯も食べれるし、社員さんとも話ができるしとても良かった。前々から話したかった人ともお話できてよかった。

インターン期間中のプライベートな時間

宿は提供されているが、土日はちゃんと休みだし夜も帰ろうと思えば早く帰れる環境だったので、豪遊した。 毎週土日になにかしらイベントを目標に予定を入れまくった。 具体的にはLT会にネタLTをしに行ったり、某社に見学に行ったり、某社の飯会に行ったり、オタクイベントに参加したり本当にいろいろなことをやった。

インターンを終わってみて

  • 蓋を開けてみると待遇がwebページに書いているより良く、残業等も考慮されていてよかった。
  • 業務に関わることだけではなくて、いろんな社員さんと話したり、他の学生と話たりすることでいろんな技術に触れるきっかけになった。
  • ご飯おいしい
  • 東京駅八重洲口から丸の内口まで移動する難易度が高い(丸の内口側にあるサブウェイが遠い)
  • JRで電車からおりてから八重洲口まで距離が遠くてつらい

という感想だった。 本当に良いインターンだと思うので、参加を検討している人は申し込んでほしい

OpenFOAMのcase fileをgitで管理する

OpenFOAMのcase fileをgitで管理する

お久しぶりです。くれなゐです
gitをソースコードの管理以外で使ったことがない方っていませんか?
gitは非常に便利なツールで、様々な履歴を残すことができます。
今日はOpenFOAMのケースファイルを例に、ソースコードだけじゃないんだぞと言うところをお見せしたいと思います。

このブログの対象

  • gitの使い方をまだ良くわかっていない人
  • ソースコードの管理以外にgitの使用価値を見いだせない人
  • OpenFOAMの計算条件の履歴を残したい人

バージョンを管理する対象

今回も、いつものcavityを使用しています。 OpenFOAMのバージョンはちょっと古いですが2.4.0を使用しています。 gitのバージョン管理をする本質ではバージョンはあまり関係ないと考えています(blockMesh等のパスは少し変わりますが…)

OpenFOAM/OpenFOAM-2.4.0/tutorials/incompressible/icoFoam/cavity

あと忘れないうちに

blockMesh

しておきましょう

まずは init, first commit

init

gitでバージョン管理していくために、まずはバージョン管理の環境を用意してあげる必要があります。 それをするコマンドが

git init

です。

こんなメッセージが出てればOKです

Initialized empty Git repository in /home/kurenaif/Desktop/cavity/.git/

add

とりあえず今の状態をcommitしておきましょう commitとは簡単に言うとセーブポイントを設置するような感じです。こうしておくことあとでこの状態に復元できますね。

commitをする前に、どのファイルをコミットするか選択しなければなりません。それがaddになります。すべてのファイルをaddする場合は、

git add --all

などとしましょう。

status

addをしたら、 statusを確認しましょう

git status

addされたファイルが確認できます。

On branch master

Initial commit

Changes to be committed:
  (use "git rm --cached <file>..." to unstage)

    new file:   0/U
    new file:   0/p
    new file:   constant/polyMesh/blockMeshDict
    new file:   constant/polyMesh/boundary
    new file:   constant/polyMesh/faces
    new file:   constant/polyMesh/neighbour
    new file:   constant/polyMesh/owner
    new file:   constant/polyMesh/points
    new file:   constant/transportProperties
    new file:   system/controlDict
    new file:   system/fvSchemes
    new file:   system/fvSoluti

commit

commitメッセージは必ず付けなければなりません。 commitメッセージは、その変更に対する理由付けだとかそういうものです。あとでこのコミットメッセージを参照して、必要なときに戻ってきたりするわけです。 たとえば、今回の場合、「計算が回ってくれた」「良い計算結果が出た」、「前つまっていたTimeが突破できた」 などなどといったケースで使うことができます。

最初のcommitはfirst commitとすることが通例です。(これも流派があるので、一概にfirst commitではないです。)

git commit -m "first commit"

計算結果をバージョン履歴に残さないようにする

これで最初の準備が整いました。それではicoFoamを実行しましょう。

icoFoam

blockMesh忘れてなければ実行できると思います。忘れてたらblockMeshしてからicoFoamしましょう。

計算結果は出ましたが、これは私はバージョン管理対象に含めるべきではないと考えています。(というのは、ファイルが膨大になることがおおいため、.gitディレクトリが大変になることが予想される)

では、計算結果がgit add --allの対象に含まれないようにしてあげましょう そのために、.gitignoreを設定します。

現在、

git status

を見てみると、

On branch master
Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)

    0.1/
    0.2/
    0.3/
    0.4/
    0.5/

nothing added to commit but untracked files present (use "git add" to track)

このようになっています。このメッセージは、addされてないよーという趣旨ですので、これからの目標はstatusをした時にこいつらを消してやることにあります。

消すためには、以下のように.gitignoreを書きます。 .gitignoreファイルがない場合は、ファイルを作ってディレクトリに配置しましょう。

[0-9]*/
!0

そしてふたたび

git status

をすると、

On branch master
Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)

    .gitignore

nothing added to commit but untracked files present (use "git add" to track)

というメッセージが出てきます。 .gitignoreがaddされてないよーというメッセージですね。 .gitignoreはバージョン管理したほうがいいので、追加しましょう

 git add .gitignore # .gitignoreを選択
 git commit -m "[add] git ignore" # コミット

ではここでgit logを見てみましょう

git log
commit 6a3b160619f88ec23816b707e32e61b2ade96848
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:08:56 2017 +0900

    [add] git ignore

commit 30351f767bce8d5665d0a1dc95f3d1a35fa1d927
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:00:40 2017 +0900

    first commit

2つのコミットが確認できますね

では、計算条件を変えてみましょう。

変更を加えてそれをcommitする

流速を100m/sにしてみましょうかね

0/Uの該当する部分を100m/sに変更してみましょう。

そして、

git diff

コマンドを入力します。 すると前回の計算と今のどこが違うのかわかるようになります。

diff --git a/0/U b/0/U
index a12d708..5a2a2a0 100644
--- a/0/U
+++ b/0/U
@@ -23,7 +23,7 @@ boundaryField
     movingWall
     {
         type            fixedValue;
-        value           uniform (1 0 0);
+        value           uniform (100 0 0);
     }
 
     fixedWalls

解説不要ですね。では

icoFoam

計算は止まります。流速が早すぎるからですね では、その旨をコミットしてみましょう

git add --all
git commit -m "流速を100m/sに変更 計算が止まりました。"
git log
commit b699f012c914037fb499dad001737234cbe2478f
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:18:28 2017 +0900

    流速を100m/sに変更 計算が止まりました。

commit 6a3b160619f88ec23816b707e32e61b2ade96848
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:08:56 2017 +0900

    [add] git ignore

commit 30351f767bce8d5665d0a1dc95f3d1a35fa1d927
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:00:40 2017 +0900

    first commit

追加されましたね。 計算が失敗したので、計算が動いていた頃に戻したいです。そういう場合はgit resetを使用します。 "[add] git ignore"のcommit id が "commit b699f012c914037fb499dad001737234cbe2478f" となっていますので、最初数文字をとって

git reset --hard 6a3b160

としてやります。このidは人によって違うと思うので、自分でlogをして確認してください。 0/Uのディレクトリを見ていると、確かに流速が1m/sに戻ってますね。

ではもう一度icoFoamを実行してみましょう

icoFoam

計算が回りましたね。

ケースファイルをコピーして編集してみる

こういう事例、ありませんか?

ある計算Aの計算結果がイマイチでした。 原因の候補はいくつか思い当たるのですが、どれが正しいのかはわかりません。

よくある話だと思います。 この際によくやる手続きとして、

  1. 計算結果を"含めずに"コピーを行う
  2. 編集を行う。
  3. 良かった結果を今後採用する

があると思います。

では順番にやっていきましょう。

計算結果を含めずにコピーする

計算結果をgitignoreしてますので、実は

cd .. # gitで管理してるディレクトリの一個上へ
git clone cavity cavity-A
git clone cavity cavity-B

こんな感じで複製できます。計算結果は入っていないはずです。

編集を行う。

それでは、cavity-Aを編集しましょう。 cavity-Aでは、出力タイムステップを短くしてみましょう. このように、cloneしてファイルを編集する場合は、branchを切ります。利点は後でわかります。

バージョンが枝分かれするイメージですね

git checkout -b fine-delta

こうするとfine-deltaというブランチを作ってそのブランチに移動することができます。 masterに戻りたいときは

git checkout master

となります。移動したらまたfine-deltaに戻っておきましょう

git checkout fine-delta

では、controlDictを以下のように編集して

diff --git a/system/controlDict b/system/controlDict
index 084dc33..b8f6631 100644
--- a/system/controlDict
+++ b/system/controlDict
@@ -25,7 +25,7 @@ stopAt          endTime;
 
 endTime         0.5;
 
-deltaT          0.0005;
+deltaT          0.005;
 
 writeControl    timeStep;
icoFoam # ねんのため確認
git add --all
git commit -m "出力タイムステップを短くしました"

良かった結果を今後採用する

よいな!と思ったら元のディレクトリに変更に還元しましょう

git push origin fine-delta

これはfine-deltaブランチを元のディレクトリにアップロードするという意味です。

元のディレクトリはmasterブランチ(デフォルト)で作成してますので、新しくブランチが生成されます。(即座にmasterに反映されるわけではありません。)

cavity-Bでも変更する

cavity-Bでも同湯に変更を加えます。 今回はmesh幅を変えましょう

diff --git a/constant/polyMesh/blockMeshDict b/constant/polyMesh/blockMeshDict
index aac305a..5fdcfd2 100644
--- a/constant/polyMesh/blockMeshDict
+++ b/constant/polyMesh/blockMeshDict
@@ -30,7 +30,7 @@ vertices
 
 blocks
 (
-    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (20 20 1) simpleGrading (1 1 1)
+    hex (0 1 2 3 4 5 6 7) (40 40 1) simpleGrading (1 1 1)
 );
 
 edges

倍細かくなりましたね

git checkout -b fine-mesh
blockMesh
icoFoam
git add --all
git commit -m "メッシュを細かくしました"
git push origin fine-mesh

元のディレクトリで変更を反映する

cd ..
cd cavity # もとのディレクトリ
git br

とすると、

  fine-delta
  fine-mesh
* master

となっていることがわかります。 時間間隔を短くしたやつとメッシュを細かくしたやつがいますね。 ここから

git checkout fine-mesh

とすると、メッシュが細かい計算のケースファイルに移行しますし、

git checkout fine-delta

とるすと出力の時間間隔が短い計算のケースファイルに移行することができます。 もちろん

git checkout master

とすると、大本の状態にもどることができます さて、それでは変更をmasterに反映します。反映するためには、mergeを使います

git checkout master # masterに移動
git merge fine-delta

これでmasterに時間間隔が短くなる変更が適応されました。

git log
commit 39611f0253452a1165b26b62fa358435e41cac2c
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:31:28 2017 +0900

    出力タイムステップを短くしました

commit 6a3b160619f88ec23816b707e32e61b2ade96848
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:08:56 2017 +0900

    [add] git ignore

commit 30351f767bce8d5665d0a1dc95f3d1a35fa1d927
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:00:40 2017 +0900

    first commit

logを見てもいい感じですね。 実際に実行してみると

icoFoam

確かに時間間隔が短くなってます。

mergeができたものは削除してOKです

git br -d fine-delta

それでは、メッシュの方も反映しちゃいましょう

git merge fine-mesh

先ほどとは違い、なんかテキストエディタが出てきますが今回は気にせず閉じちゃってOKです

これは"mergeが走る"という現象ですが、説明するのはそろそろ手がつかれたので割愛します。 変更が衝突したりした時に、いろいろしなければならくなるやつです。(例えばcavity-Aとcavity-Bで同じUを編集した場合、どちらを採用するのか等)

git log

をみてみると

commit 24e3b70e11e407086533ed4ae9d42b096d71e6e3
Merge: 39611f0 35c342c
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:49:32 2017 +0900

    Merge branch 'fine-mesh'

commit 35c342c111ecd706f10b0bf6c0fdbc8a28800578
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:43:17 2017 +0900

    メッシュを細かくしました

commit 39611f0253452a1165b26b62fa358435e41cac2c
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:31:28 2017 +0900

    出力タイムステップを短くしました

commit 6a3b160619f88ec23816b707e32e61b2ade96848
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:08:56 2017 +0900

    [add] git ignore

commit 30351f767bce8d5665d0a1dc95f3d1a35fa1d927
Author: kurenaif <antyobido@gmail.com>
Date:   Thu Nov 2 14:00:40 2017 +0900

    first commit

のように、なんか変なのが混じってますがメッシュを細かくした内容が反映されています。

icoFoam
paraFoam

とすると、確かに時間ステップも短いし、メッシュも細かいケースができました。

おわりに

研究する上で、研究ノートやログを取る。という試行錯誤を残すことは非常に重要なことです。 今回のように、gitを使えば、直接ファイルを見ながらバージョン管理できますし、コメントアウトしながら計算条件をバックアップする必要はなくなります。

commitごとに計算結果を残しておきたい場合は, commit idに対応したディレクトリを用意して、gitignoreすると良いでしょう。 そのcommit idに対応したcommitに移動した時にそれを戻してくればいいです。

このようなgitの使い方はまだまだ初歩の初歩で、git-flowやgitHubを有効にあつかったGitHub-Flow. 編集の衝突などちょくちょく問題が起きるのでそれの対応が必要になります。

もしこの記事がgitの使用価値について気づける機会になれば幸いです。

ipython notebookの環境整備

ipython notebookの準備

anacondaを入れる終わり。

ipythonの各種プラグイン設定

以下の記事を見ながらやったらpep8, autopep8, vimが入りました。

qiita.com

qiita.com

qiita.com

SnackDown Elimination 2017 PLUSMUL

問題要約(相方担当)

  • N個の数列が与えられる
  • それぞれの数の間に"*" か "+"を入れた式を作る( 2^{N-1}通りの式ができる)
  • 2^{N-1}個の式の総和 MOD 10^9+7 を出力せよ.

概要

なんとなくDPで解けそうだったので適当にやったら遷移できた\mathcal{O}(N)

実験

dp[n]を,数列を左からn個読み込んだ時の式の総和とする.
dp[0] = 0とする

1つの要素の数列aが与えられ,その間に"*"か"+"を挿入すると,
a
またこの総和をdp[1] とする.

2つの要素の数列a,bが与えられ,その間に"*"か"+"を挿入すると,
a+b
ab
またこの総和をdp[2]とする.

3つの要素の数列a,b,cが与えられ,その間に"*"か"+"を挿入すると,
a+b+c
ab+c
a+bc
abc
またこの総和をdp[3]とする.

0->1の遷移に注目すると
dp[1] = dp[0] + a = dp[0] + x[0]
1->2の遷移に注目すると
dp[2] = dp[1] + (ab + b) = dp[1] + x[1]
2->3の遷移に注目すると
dp[3] = dp[1] + dp[2] + (2c+bc+abc) = dp[1]+dp[2] + x[2]

dpの部分とそれ以外の部分(x)に分けることができた.
それ以外の部分もDPで求めることが出来る 具体的な証明や導出は省略するが,今回の場合は
x[0] = a
x[1] = x[0]*b + b
x[2] = x[1]*c + 2c
と新たに増えた要素を使って簡単に表記できる.cに係数2が付いているが,これは注目している数列の個数をMとすると,2^{M-2}となる.

大体法則性がわかったので一般化する.N個の数列をa,b,c...ではなく, v[i] と表記する.
xに関するDP遷移は以下のようになる.
x[0] = v[0]
i>0 では
x[i] = x[i-1] \times v[i] + 2^{i-1} \times v[i]
dpに関するDP遷移は以下のようになる.
dp[0] = 0
i>0では
dp[i] = \sum_{j=0}^{i-1} dp[j] + x[i-1]

ここで,\Sigma\mathcal{O}(N)かかってしまうので,計算しながらメモすることによって\mathcal{O}(1)にする.

総計算オーダーは\mathcal{O}(N)となり,これで間に合う.

ソースコード

実は実装ミスって上のやつと添字がちょっと違う

void solve() {
	int N; cin >> N;
	vector<int> v; REP(i, N) v.push_back(in());
	vector<int> twoPow(N);
	vector<int> m(N);
	twoPow[0] = 1;
	FOR(i, 1, N) twoPow[i] = twoPow[i - 1] * 2 % MOD;
 
	vector<int> dp(N), dpsum(N);
	dp[0] = v[0];
	dpsum[0] = v[0];
	m[0] = v[0];
 
	FOR(i,0,N-1){
		m[i + 1] = ((m[i] * v[i + 1])%MOD + (twoPow[i] * v[i + 1])%MOD)%MOD;
		dp[i + 1] = (dpsum[i] + m[i+1])%MOD;
		dpsum[i + 1] = (dpsum[i] + dp[i + 1])%MOD;
	}
	cout << dp[N - 1] << endl;
} 

いろんな言語でSI単位系の計算をやってみよう(Cpp, python, rust, Julia)(WIP)

C++

C++なのでコンパイル時になんやかんやできるやつを探してたらBoostであった

Boost.Units を使えば良い.(http://www.boost.org/doc/libs/1_64_0/doc/html/boost_units.html)

sample

使用例として,簡単な問題を解いてみる.

h=634m地点から初速v0=2.4m/sでm=5kgのボールを落とす. ボールにかかる力は重力のみとすると,何秒で地面に到達するか.

#include <iostream>
#include <boost/units/systems/si.hpp>
#include <boost/units/io.hpp>
#include <boost/units/pow.hpp>
#include <boost/units/cmath.hpp>
#include <boost/mpl/arithmetic.hpp>

using namespace boost::units;

// create new unit!!
typedef boost::mpl::times<length_dimension,mass_dimension>::type   LM_type;
typedef unit<LM_type, si::system> kurenaif;

int main()
{
    const quantity<si::length> height = 634.0 * (si::meter); //x0 = 634m
    const quantity<si::mass> m = 5 * (si::kilogramme);
    const quantity<si::velocity> v0 = 2.4 * (si::meter / si::second);
    // const quantity<si::force> F = m*v0; compile error!!! because of invalid unit type
    const quantity<si::acceleration> g = 9.8 * (si::meter/pow<2>(si::second));
    //create new unit!!!
    const quantity<kurenaif> test = height*m;
    const quantity<si::force> F = m*g;

    const quantity<si::time> t = -(v0 - sqrt(v0*v0+2.0*g*height))/g;

    std::cout << "height(x0) = " << height << std::endl;
    std::cout << "weight = " << m << std::endl;
    std::cout << "init. velocity = " << v0 << std::endl;
    std::cout << "g: " << g << std::endl;
    std::cout << "kurenaif:" << test << std::endl;
    std::cout << "force:" << F << std::endl;
    std::cout << "time:" << t << std::endl;
    return 0;
}

/* output
  height(x0) = 634 m
  weight = 5 kg
  init. velocity = 2.4 m s^-1
  g: 9.8 m s^-2
  kurenaif:3170 m kg
  force:49 m kg s^-2
  time:11.1326 s
*/

memo