Biblioteca Científica GNU

A Biblioteca Científica GNU (em inglês GNU Scientific Library ou GSL) é uma biblioteca de software para cálculos numéricos em matemática aplicada e ciências. A GSL é escrita em C ; wrappers estão disponíveis para outras linguagens de programação. A GSL faz parte do Projeto GNU^[1] e é distribuída sob a GNU General Public License.

O projeto GSL foi iniciado em 1996 pelos físicos Mark Galassi e James Theiler do Los Alamos National Laboratory.^[2] Eles pretendiam escrever um substituto moderno para bibliotecas Fortran amplamente usadas, mas um tanto desatualizadas, como Netlib.^[3] Eles realizaram o projeto geral e escreveram os primeiros módulos; com isso pronto recrutaram outros cientistas para contribuir.

O "desenvolvimento geral da biblioteca e o design e implementação dos principais módulos" foram realizados por Brian Gough e Gerard Jungman.^[2] Outros contribuidores importantes foram Jim Davies, Reid Priedhorsky, M. Booth e F. Rossi.^[2]

A versão 1.0 foi lançada em 2001. Nos anos seguintes, a biblioteca expandiu-se lentamente; como afirma a documentação, os mantenedores estavam mais interessados em estabilidade do que em funcionalidade adicional. A versão principal 1 terminou com o lançamento 1.16 de julho de 2013; esta foi a única atividade pública nos três anos de 2012–2014.

O desenvolvimento vigoroso foi retomado com a publicação da versão 2.0 em outubro de 2015. A última versão 2.7 foi lançada em junho de 2021.

O programa de exemplo a seguir calcula o valor da função de Bessel para 5:^[4]

#include <stdio.h>
#include <gsl/gsl_sf_bessel.h>

int main(void)
{
  double x = 5.0;
  double y = gsl_sf_bessel_J0(x);
  printf("J0(%g) = %.18e\n", x, y);
  return 0;
}

O programa de exemplo deve ser vinculado à biblioteca GSL durante a compilação :

gcc $(gsl-config --cflags) example.c $(gsl-config --libs)

A saída é mostrada abaixo e deve estar correta para precisão de dupla precisão:

J0(5) = -1,775967713143382920e-01

A biblioteca de software fornece recursos para :

Como a GSL é escrita em C, é fácil fornecer wrappers para outras linguagens de programação. Esses wrappers existem atualmente para

• AMPL^[5]
• C++^[6][7][8][9]
• Fortran^[10]
• Haskell^[11][12]
• Java^[13]
• Júlia^[14]
• Lisp comum^[15]
• Ocaml^[16]
• Oitava
• Linguagem de Dados Perl
• Python^[17]
• R^[18][19]
• Rubi^[20]
• ferrugem^[21]

A GSL pode ser usada em classes C++, mas não usando ponteiros para funções de membro, porque o tipo de ponteiro para função de membro é diferente de ponteiro para função.^[22] Em vez disso, ponteiros para funções estáticas devem ser usados. Outra solução comum é usar um functor.

Estão disponíveis wrappers C++ para GSL.^[6][7][8][9] Nem todos estes são mantidos regularmente. Eles oferecem acesso a classes de vetores e matrizes sem ter que usar a interface GSL para funções malloc e free. Alguns também oferecem suporte para a criação de áreas de trabalho que se comportam como classes de ponteiro inteligente. Por fim, há suporte (limitado, a partir de abril de 2020) para permitir que o usuário crie classes para representar uma função parametrizada como um functor.

Embora não sejam estritamente wrappers, existem algumas classes C++ ^[23][24] que permitem aos usuários de C++ usar a Gnu Scientific Library com recursos de wrapper.

• Sítio oficial
• GSL Design Document
• The gsl package for R (programming language), an R wrapper for the special functions and quasi random number generators.
• FLOSS FOR SCIENCE interview with Mark Galassi on the history of GSL.