finitediff 0.6.2

能力

finitediff当前提供用于估计衍生工具的回调 或在单个点或阵列上进行插值（可用 从python绑定）。

用户还可以手动生成相应的权重。（见 calculate_weights）

finitediff可以有条件地编译成finitediff_interpolate_by_finite_diff 多线程。然后通过环境变量设置使用的线程数 FINITEDIFF_NUM_THREADS（或OMP_NUM_THREADS）。

文档

最新稳定版本的自动生成API文档可在以下位置找到： https://bjodah.github.io/finitediff/latest （当前主分支的开发版本如下： http://hera.physchem.kth.se/~finitediff/branches/master/html）。

示例

#include"finitediff_templated.hpp"
#include<vector>
#include<string>
#include<iostream>intmain(){constunsignedmax_deriv=2;std::vector<std::string>labels{"0th derivative","1st derivative","2nd derivative"};std::vector<double>x{0,1,-1,2,-2};// Fourth order of accuracy
autocoeffs=finitediff::generate_weights(x,max_deriv);for(unsignedderiv_i=0;deriv_i<=max_deriv;deriv_i++){std::cout<<labels[deriv_i]<<": ";for(unsignedidx=0;idx<x.size();idx++){std::cout<<coeffs[deriv_i*x.size()+idx]<<" ";}std::cout<<std::endl;}}

$ cd examples/
$ g++ -std=c++11 demo.cpp -I../include
$ ./a.out
Zeroth derivative (interpolation): 1 -0 0 0 -0
First derivative: -0 0.666667 -0.666667 -0.0833333 0.0833333
Second derivative: -2.5 1.33333 1.33333 -0.0833333 -0.0833333

当然，还可以使用python绑定：

>>>fromfinitediffimportget_weights>>>importnumpyasnp>>>c=get_weights(np.array([0,-1.,1]),0,maxorder=1)>>>np.allclose(c[:,1],[0,-.5,.5])True

在python中，还可以使用有限差分来插值 数值（或其导数）：

>>>fromfinitediffimportinterpolate_by_finite_diffasifd>>>x=np.array([0,1,2])>>>y=np.array([[2,3,5],[3,4,7],[7,8,9],[3,4,6]])>>>xout=np.linspace(0.5,1.5,5)>>>r=ifd(x,y,xout,maxorder=2)>>>r.shape(5,4,3)

有关更多示例，请参见examples/目录。

安装

最简单的安装方法是使用conda package manager：

$ conda install -c conda-forge finitediff pytest
$ python -m pytest --pyargs finitediff

测试应该通过。

$ python -m pip install --user finitediff

$ python -m pip install --user --upgrade pytest
$ python -m pytest --pyargs finitediff

依赖关系

需要C、C++或FORTRAN 90编译器。在基于debian的linux系统上，您可以通过发出以下命令来安装（全部）：

$ sudo apt-get install gfortran g++ gcc

有关可选（python）依赖项，请参见setup.py。

引用

算法是对以下内容的重写：

http://dx.doi.org/10.1137/S0036144596322507

@article{fornberg_classroom_1998,
  title={Classroom note: Calculation of weights in finite difference formulas},
  author={Fornberg, Bengt},
  journal={SIAM review},
  volume={40},
  number={3},
  pages={685--691},
  year={1998},
  publisher={SIAM}
  doi={10.1137/S0036144596322507}
}

引用同一作者的文章：

http://dx.doi.org/10.1090/S0025-5718-1988-0935077-0

@article{fornberg_generation_1988,
  title={Generation of finite difference formulas on arbitrarily spaced grids},
  author={Fornberg, Bengt},
  journal={Mathematics of computation},
  volume={51},
  number={184},
  pages={699--706},
  year={1988}
  doi={10.1090/S0025-5718-1988-0935077-0}
}

除了论文之外，您还可以引用finitediff（例如，再现性）。 您可以从Zenodo存档中获得每个版本的DOI:

许可

源代码是开放源码的，在 “simplified (2-clause) BSD license”。 有关详细信息，请参见LICENSE。

作者

比约恩·英格瓦尔·达尔格伦，联系人：

• Gmail地址：bjodah
• KTH.SE地址：bda

有关所有作者的列表，请参见根目录中的文件AUTHORS。