使用Boost.Units和Boost.Multiprecision

Question

我正在尝试写一个分子动力学程序，我认为Boost.Units是变量的合理选择，我也认为Boost.Multiprecision在舍入误差方面提供了比double或long double更好的选择。这两者的组合看起来相当简单，直到我尝试使用一个常量，然后它就崩溃了。

#include <boost/multiprecision/gmp.hpp>
#include <boost/units/io.hpp>
#include <boost/units/pow.hpp>
#include <boost/units/quantity.hpp>
#include <boost/units/systems/si.hpp>
#include <boost/units/systems/si/codata/physico-chemical_constants.hpp>

namespace units = boost::units;
namespace si = boost::si;
namespace mp = boost::multiprecision;

units::quantity<si::mass, mp::mpf_float_50> mass = 1.0 * si::kilogram;
units::quantity<si::temperature, mp::mpf_float_50> temperature = 300. * si::kelvin;
auto k_B = si::constants::codata::k_B;  // Boltzmann constant
units::quantity<si::velocity, mp::mpf_float_50> velocity = units::root<2>(temperature * k_B / mass);
std::cout << velocity << std::endl;

输出将是1 M S^-1。如果我用long double代替mp::mpf_float_50，那么结果是2.87818e-11 m s^-1。我知道问题类似于常量和其他数据之间的转换，因为常量缺省为double。我考虑过创建自己的玻尔兹曼常数，但如果可能的话，我更喜欢使用预定义的值。

因此，我的问题是，当我有来自Boost.Units的预定义常量时，我如何开始使用Boost.Multiprecision？如果我必须承认使用double或long double，那么我会这样做，但我怀疑有一种方法可以在常量上转换或利用另一个常量。

我正在使用MacOSX10.7，Xcode4.6.2，Clang3.2，Boost 1.53.0和C++11扩展。

我很感谢任何可以提供的帮助。

Answer 1

我建议你不要在分子动力学模拟中使用多精度算法，因为时间步长积分将非常缓慢。如果目标是尽可能地保存总能量，那么只需使用Verlet或任何其他辛积分器。不过，多精度算术(或long double，或使用普通double的补偿求和)对于集合平均可能很有用。

此外，如果您使用无量纲(简化)单元编写模拟代码，您还将摆脱对Boost.Units的依赖。