C++ Тип casting от double до const int не работает должным образом

Question

У меня есть переменная типа const int, но параметры, от которых она зависит, имеют тип double. Когда я пытаюсь отбросить это от «double» до «const int», он работает неправильно. Например, когда N должно быть 991, оно вводится как 990. Я пробовал несколько методов, и только один работал, но я не уверен, будет ли этот метод работать все время. Вот некоторые методы, которые я пытался:

Первый метод:

const int N = (Ls-1)/dx + 1; 

Второй метод:

const int N = static_cast<const int>((Ls-1)/dx) + 1; 

Третий метод:

double Z = (Ls-1)/dx + 1; 
const int N = Z; 

Четвертый метод (только метод работы) :

double Z = (Ls-1)/dx; 
const int N = Z + 1; 

Обратите внимание, что dx - это такое значение, что остаток (Ls-1)/dx всегда будет равен нулю (т.е. это всегда целочисленное значение). В любом случае, объясните, почему другие методы не работают, чтобы я мог лучше понять, как отличить литье?

EDIT: В соответствии с просьбой, я загрузив весь код, чтобы показать, как все работает:

#include <iostream> 
#include <math.h> 
#include <stdio.h> 
#include <fstream> 
#include <cmath> 
#include <algorithm> 

#define pi 3.14159265 

using namespace std; 

//Define Fluid Properties 
double rho_L = 998; //Liquid Density 
double rho_LG = 828.9; //Liquid-Gas Density Ratio 
double mu_L = 0.000798; //Liquid Viscosity 
double mu_LG = 40.24; //Liquid-Gas Viscosity Ratio 
double sigma = 0.0712; //Surface Tension 
double nu_G = (mu_L/mu_LG)/(rho_L/rho_LG); 

//Define Injector Properties 
double Uinj = 56.7; //Injection Velocity 
double Dinj = 0.0998; //Injector Diameter 
double theta = 15.0*pi/180.0; //Spray Cone Angle 
double L = 500.0*Dinj; //Atomization Length 
double Ls = L/Dinj; //Normalized Atomization Length 

//Define Solver Parameters 
double K = 5294; //Viscous Dissipation Coefficient 
double Eps = pow(10,-5); //Residual Error 
double dx = 0.0001; //Step Size 
double Ui = 10; //Initial Guess 
//const int Z = static_cast<const int>((Ls-1)/dx + 1) + 1; 
const int N = (Ls-1)/dx + 1;//Z; 

double deriv (double U, double X, double delta, double m) 
{ 
    double dudx; 
    dudx = -(1.0/delta)*(1.0/U)*(U - sqrt(1.0 - U)/sqrt(m*X*X))*(U - sqrt(1.0 - U)/sqrt(m*X*X)); 
    return (dudx); 
} 

int main() 
{ 
    //Declare Variables 
    int max_step; 
    double ERR; 
    int step; 
    double DEN; 
    double SMD; 
    double m; 
    double Ug; 
    double Re; 
    double Cd; 
    double delta; 
    double K1; 
    double K2; 
    double K3; 
    double K4; 

    //Allocate Memory From Heap 
    double *U = new double [N]; 
    double *X = new double [N]; 

    //Initialize Vectors and Variables 
    DEN = 0.5*rho_L - (4.0/3.0)*K*(mu_L)/(Uinj*Dinj*Dinj)*L; 

    m = 4.0/rho_LG*tan(theta)*tan(theta); 

    for (int i = 0; i < N; i++) 
    { 
     X[i] = 1.0 + dx*i; 
    } 
    U[0] = 1.0; 

    max_step = 1; 
    ERR = 1; 
    step = 0; 
    while(abs(ERR) > Eps && step < max_step) 
    { 

     //Calculate Ug 
     Ug = sqrt(1.0 - (Ui/Uinj))/sqrt(m*Ls*Ls)*Uinj; 

     //Calculate SMD 
     SMD = 6.0*sigma/(DEN*(Uinj*Uinj - Ui*Ui)); 

     //Calculate Re # and Drag Coefficient 
     Re = abs(Ui-Ug)*SMD/nu_G; 

     if(Re <= 0.01) 
     { 
      Cd = (0.1875) + (24.0/Re); 
     } 
     else if(Re > 0.01 && Re <= 260.0) 
     { 
      Cd = (24.0/Re)*(1.0 + 0.1315*pow(Re,(0.32 - 0.05*log10(Re)))); 
     } 
     else 
     { 
      Cd = (24.0/Re)*(1.0 + 0.1935*pow(Re,0.6305)); 
     } 

     //Determine New U 
     delta = (4.0/3.0)*(1.0/Cd)*(rho_LG)*(SMD/Dinj); 

     //RK4 
     for (int i = 0; i < N-1; i++) 
     { 
      K1 = deriv(U[i],X[i],delta,m); 
      K2 = deriv(U[i]+0.5*dx*K1,X[i]+0.5*dx,delta,m); 
      K3 = deriv(U[i]+0.5*dx*K2,X[i]+0.5*dx,delta,m); 
      K4 = deriv(U[i]+dx*K3,X[i+1],delta,m); 
      U[i+1] = U[i] + dx/6.0*(K1 + 2.0*K2 + 2.0*K3 + K4); 
      //if(i >= 0 && i <= 3) 
       //cout << i << " " << K1 << " " << K2 << " " << K3 << " " << K4 << " " << U[i] << endl; 
     } 

     ERR = abs(U[N-1]*Uinj - Ui)/Ui; 

     Ui = U[N-1]*Uinj; 

     step = step + 1; 
    } 

    SMD = 6.0*sigma/(DEN*(Uinj*Uinj - Ui*Ui)); 

    cout << "U = " << Ui << endl; 
    cout << "SMD = " << SMD << endl; 
    cout << "DEN = " << DEN << endl; 
    cout << "Ug = " << Ug << endl; 
    cout << "m = " << m << endl; 
    cout << "delta = " << delta << endl; 
    cout << "Re = " << Re << endl; 
    cout << "Cd = " << Cd << endl; 
    cout << "U* = " << U[N-1] << endl; 
    cout << "Error = " << ERR << endl; 
    cout << "step = " << step << endl; 

    //Output Data Into Text File 
    ofstream outputdata("result-500-15.txt"); 
    for (int i = 0; i < N; i++) 
    { 
     outputdata << X[i] << " " << U[i] << '\n'; 
    } 
    outputdata.close(); 

    delete [] U; 
    delete [] X; 

    return 0; 
} 

Answer 1

Ваше предположение верно: 0,1 не имеет конечное выражение в двоичной системе. Это довольно сложная проблема и имеет много угловых шкафов, которые не будут решены вообще, добавив 0,01, как указано в вашем комментарии. (Это сильно зависит от ожидаемых значений и т. Д.)

Ваш вопрос предполагает, что фактор всегда должен быть целым числом. В этом случае правильный подход для поддержания правильных результатов - не использовать double s для начала (для Ls, dx, Z). Либо используйте дробный тип (ничего не встроенный в C++, не используйте свою собственную или библиотеку), десятичный тип с произвольной точностью (опять же используйте библиотеку, например gmp - разумно, если вы знаете, что все ваши номера имеют конечное десятичное выражение) или, что самое простое: Если оба значения Ls и dx должны быть не более n цифр после десятичной точки, умножьте их на 10^n и используйте интегральные типы.

---

Хорошо, ваш код сильно отличается от того, что я ожидал. В этом случае, на мой взгляд, правильно, чтобы зафиксировать число шагов N и вычислить dx от этого, а не наоборот:

const int N = 10000; 
double dx = (Ls-1.0)/(double)(N-1); 

Если вы хотите начать со значением для йх и выберите N такое, что расчетное значение для йх, попросите пользователя при запуске программы:

#include <cmath> 

double dxestim; 
cout << "dx should be close to: "; 
cin >> dxestim; 
cout << "Candidate values for N: " << endl; 
int N1 = (int) floor((Ls-1)/dx + 1.0); 
int N2 = (int) ceil((Ls-1)/dx + 1.0); 
cout << N1 << " gives dx = " << (Ls-1.0)/(double)(N1-1) << endl; 
cout << N2 << " gives dx = " << (Ls-1.0)/(double)(N2-1) << endl; 
cout << "Please choose N: "; 
cin >> N; 
...