我的Python代码计算时间太长！我可以使用numpy来更快计算吗？如果是这样，怎么样？

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我打算用Verlet算法来计算行星运动。我的Python代码计算时间太长！我可以使用numpy来更快计算吗？如果是这样，怎么样？

问题是，代码需要大约30分钟来完成一个完整的循环。这是基本的计算，所以我不知道为什么它需要这么长时间。

我已经在这里看了一下，并使用numpy应该会更快吗？

但我该如何实现它？此外，它应该是整圈并在0（或2*pi*r_earth，如果它正在计算行驶距离）停止，但它不会停止，只是继续，任何人都可以看到为什么我的限制不起作用？

这里是我的代码：

grav = 6.673481*(10**-11)    # = 6.673481e-11 # a direct way 
m_sun = 1.989*(10**30)     # = 1.989e+30 
m_earth = 5.972*(10**24)     # = 5.972e+24  
r_earth = 149.59787*(10**9)    # = 1.4959787e+11 

def verlet_v(prev_v, prev_f, mass): 

    current_v = (prev_v + (prev_f/mass)) 
    print "New Velocity: %f" % current_v 
    return current_v 

def verlet_x(prev_x, current_v): 

    current_x = prev_x + current_v 
    print "New Position: %f" % current_x 
    return current_x 

verlet_v(20, 50, 3) 

v = 29.8*(10**3)       # = 2.98e+04 
x = 0 
f = (-grav * ((m_earth * m_sun)/r_earth**2)) 
v_history = [] 
x_history = [] 

while(abs(x) > (-0.1)):    # ABS(<_anything_>) is ALWAYS > -0.1 

    print "Mod(x): %f" % abs(x) 
    print "Limit: %f" % (0) 
    v = verlet_v(v, f, m_earth) 
    x = verlet_x(x, v) 
    v_history.append(v) 
    x_history.append(x) 

print v_history 
print x_history

来源

2014-10-10 Barnaby Searle

我不认为与NumPy会帮助你：你需要以前的位置来计算新的位置。 Numpy可以一次对许多变量（例如位置）进行操作，但由于您只能逐个计算它们，所以无法在音调上计算它们。也许你可以尝试一下Cython，但是可以警告说可能会使用它。 – Evert 2014-10-10 11:39:57

如果你想用你的代码来计算它，请使用Everts的建议。如果您对快速解决方案感兴趣，请查看[odeint]（http://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.integrate.odeint.html#scipy.integrate。 odeint）并相应地重新制定您的问题。 – Bort 2014-10-10 11:52:31

目前你的星球只是在一条直线上加速，因此代码无法检测到某种“循环”并停止运行'：）' – 2014-10-10 12:53:32

好像你被困在一个无限循环。

abs(x)给出了总是正数的绝对值。这意味着它永远不会低于-0.1，所以你的while循环永远不会结束。

您或者需要将abs(x)或-0.1更改为其他值。

来源

2014-10-10 10:10:19 Anon

一个建议是定义“历史”数组before your loop，而不是在每次迭代中追加它们。这样，预先保留了一块内存。这应该会提高性能。但是，您需要事先计算出v_history和x_history的大小。

例如，使用一维数组：

v_history = np.zeros((k,)) 
x_history = np.zeros((k,))

其中(k,)是阵列的形状。

然后，您将需要使用的索引值来计算的值存储在阵列中

# outside loop 
x=0 

# inside loop 
v_history[x] = v 
x +=1

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来源

2014-10-10 11:56:03 atomh33ls

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