2022.3.20
网站：
NBody Simulation | CS 61B Spring 2018 (datastructur.es)
WEEK2 课后练习
LAB
1.生词
prerequisites——先决条件
prompts——提示 （n.）
Plugin——插入
Interactive——交互的
retrieve——取回，恢复（v.）
repository——存储库
hover over——悬停在
in beta——处于测试阶段
subtleties——微妙之处
mutually——相互
tugging on——拉扯
explicitly——明确的
typos——错别字
hassle——麻烦（n.)
parameter——范围；参数
consternation——惊愕
pedagogical——教学法
simulation——模拟
particle——粒子；微粒
curvature——曲率
superposition——叠加（n.）
pairwise——成对的
celestial——天上的；太空的
coordinate——坐标
exert——施加
magnitude——大小；量纲
Neptune——海王星
Saturn——土星
constant——常量；恒量
notation——符号；注释；表示法
snippet——片段
verbosity——冗长（n.）
verbose——冗长的；累赘的
squirrel——松鼠
corresponding to——对应于
intimidating——吓人的
detour——绕行（v.）
discretize——离散化（v.）
flicker——闪烁（v.）
tweak——调整（v.）
subtle——微妙的
Acknowledgements——致谢（n.）
Project0
1.The Planet Class and Its Constructor
按照要求，编写一个Planet类
public class Planet {
double xxPos,yyPos,xxVel,yyVel,mass;
String imgFileName;
public Planet(double xP,double yP,double xV,double yV,double m,String img){
xxPos = xP;
yyPos = yP;
xxVel = xV;
yyVel = yV;
mass = m;
imgFileName = img;
}
public Planet(Planet p){
xxPos = p.xxPos;
yyPos = p.yyPos;
xxVel = p.xxVel;
yyVel = p.yyVel;
mass = p.mass;
imgFileName = p.imgFileName;
}
}
再按照要求测试
测试结果
2.Understanding the Physics
列出了一些物理公式，基本都是初中知识，简单看一下就好
这里的dx，dy是两个坐标的x，y差值，不是微分号
3.Writing the Planet Class
calcDistance
public double calcDistance(Planet p){//calculates the distance between two Planets
return Math.sqrt(Math.pow(p.xxPos - xxPos,2)+Math.pow(p.yyPos - yyPos,2));
}
运行结果
calcForceExertedBy
public double calcForceExertedBy(Planet p){
return (G*p.mass*mass)/Math.pow(this.calcDistance(p),2);
}
运行结果
calcForceExertedByX and calcForceExertedByY
public double calcForceExertedByX(Planet p){
return (this.calcForceExertedBy(p)*(p.xxPos-xxPos))/this.calcDistance(p);
}
public double calcForceExertedByY(Planet p){
return (this.calcForceExertedBy(p)*(p.yyPos-yyPos))/this.calcDistance(p);
}
运行结果
calcNetForceExertedByX and calcNetForceExertedByY
public double calcNetForceExertedByX(Planet[] ps){
double Fxsum = 0;
for(Planet p:ps){
if (p.equals(this)){
continue;
}else {
Fxsum += this.calcForceExertedByX(p);
}
}
return Fxsum;
}
public double calcNetForceExertedByY(Planet[] ps){
double Fysum = 0;
for(Planet p:ps){
if (p.equals(this)){
continue;
}else {
Fysum += this.calcForceExertedByY(p);
}
}
return Fysum;
}
运行结果
update
public void update(double dt,double fX,double fY){
double ax = fX/mass;
double ay = fY/mass;
xxVel = xxVel + ax*dt;
yyVel = yyVel + ay*dt;
xxPos = xxPos + dt*xxVel;
yyPos = yyPos + dt*yyVel;
}
运行结果
NBody类、readRadius和readPlanets方法
public class NBody {
public static double readRadius(String Str){
In in = new In(Str);
int firstindemo = in.readInt();
double radiusIn = in.readDouble();
return radiusIn;
}
public static Planet[] readPlanets(String Str){
In in = new In(Str);
int totalN = in.readInt();
double radiusIn = in.readDouble();
Planet[] ps = new Planet[totalN];
for(int i = 0;i < totalN;i++){
Planet p = new Planet(in.readDouble(),in.readDouble(),in.readDouble(),in.readDouble(),in.readDouble(),in.readString());
ps[i] = p;
}
return ps;
}
}
Hoorah!
Drawing the Initial Universe State (main)
public class NBody {
public static double readRadius(String Str){
In in = new In(Str);
int firstindemo = in.readInt();
double radiusIn = in.readDouble();
return radiusIn;
}
public static Planet[] readPlanets(String Str){
In in = new In(Str);
int totalN = in.readInt();
double radiusIn = in.readDouble();
Planet[] ps = new Planet[totalN];
for(int i = 0;i < totalN;i++){
Planet p = new Planet(in.readDouble(),in.readDouble(),in.readDouble(),in.readDouble(),in.readDouble(),in.readString());
ps[i] = p;
}
return ps;
}
public static void main(String[] args){
String TStr = args[0];
String dtStr = args[1];
double T = Double.parseDouble(TStr);
double dt = Double.parseDouble((dtStr));
String filename = args[2];
Planet[] ps = NBody.readPlanets(filename);
double Radius = NBody.readRadius(filename);
StdDraw.setCanvasSize((int)((Radius)/5e8),(int)((Radius)/5e8));
StdDraw.setScale(-Radius/5e8,Radius/5e8);
StdDraw.picture(Radius/35/5e8,Radius/35/5e8,"C:/Users/OMEN/Desktop/offclass/cs61b/Proj0/images/starfield.jpg");
for(Planet p:ps){
p.draw();
}
}
}
运行结果
Creating an Animation
更新后的main方法如下所示
public static void main(String[] args){
String TStr = args[0];
String dtStr = args[1];
double T = Double.parseDouble(TStr);
double dt = Double.parseDouble((dtStr));
String filename = args[2];
Planet[] ps = NBody.readPlanets(filename);
double Radius = NBody.readRadius(filename);
StdDraw.setCanvasSize((int)((Radius)/5e8),(int)((Radius)/5e8));
StdDraw.setScale(-Radius/5e8,Radius/5e8);
StdDraw.picture(Radius/35/5e8,Radius/35/5e8,"C:/Users/OMEN/Desktop/offclass/cs61b/Proj0/images/starfield.jpg");
for(Planet p:ps){
p.draw();
}
StdDraw.enableDoubleBuffering();
double time = 0;
for(;time <= T ; time += dt){
double[] xForces = new double[5];
double[] yForces = new double[5];
for(int i = 0;i < 5;i++){
xForces[i] = ps[i].calcNetForceExertedByX(ps);
yForces[i] = ps[i].calcNetForceExertedByY(ps);
}
for(int i = 0;i < 5;i++){
ps[i].update(dt,xForces[i],yForces[i]);
}
StdDraw.picture(Radius/35/5e8,Radius/35/5e8,"C:/Users/OMEN/Desktop/offclass/cs61b/Proj0/images/starfield.jpg");
for(Planet p:ps){
p.draw();
}
StdDraw.show();
StdDraw.pause(1);
}
}
}
这里应该是动图，但截的图是静止的，大概就是其他的星球绕着太阳转
完结语
这次的项目还是很有意思的，跟着做其实不难，每一步老师都给有基本思路，但这一整个写项目的过程，能给我们这些学生很大的收获。当最后行星都绕着太阳转时，我笑得合不拢嘴，这种收获的乐趣促使着我不断学习下去，去创作出更cool的项目。总之，感谢Josh Hug老师的项目指导，我真真正正地感受到了编程的乐趣。
