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关于java:cs61b-Project0NBody-Simulation

jiezi

作业链接:sp18 NBody
ac 图

1. 学到的知识点

I. 类外面的常量定义

类比 c ++ 的 const type 关键字，在类内，java 则用static final, 本次作业中用的是
private static final G =6.67e-11

II. 迷信计数法的示意

对于迷信计数法，比方 6.67×10^(-11), 前面的 x10^(-11)写成 e -11,AeN 示意 Ax10^N
正的指数 1 ×10^7, 则写成 1e7。

III. 规范输出库 Std.in

用来读取文件，
1. 构造函数初始化 In in = new In(parameter);
2.parameter 传入文件门路，比方 planets.txt
3. 初始化实现后即可调用库函数，包含：
in.readInt() 读入整数
in.readDouble() 读入 Double
in.readString() 读入 String

4. 留神读数据是从上到下一行一行顺次读，比方

5
2.50e+11
 1.4960e+11  0.0000e+00  0.0000e+00  2.9800e+04  5.9740e+24    earth.gif
 2.2790e+11  0.0000e+00  0.0000e+00  2.4100e+04  6.4190e+23     mars.gif
 5.7900e+10  0.0000e+00  0.0000e+00  4.7900e+04  3.3020e+23  mercury.gif
 0.0000e+00  0.0000e+00  0.0000e+00  0.0000e+00  1.9890e+30      sun.gif
 1.0820e+11  0.0000e+00  0.0000e+00  3.5000e+04  4.8690e+24    venus.gif

第一行是整数，第二行是 double，不能跳过读整数间接去读 Double，也就是你必须首先定义一个变量
int first = in.readInt();
之后能力读 Double，都是一一对应的。

IV 规范输入库 StdOut

1.println()输入换行
2.print() 输入不换行
3.printf() 外面能够加格局，相似 c 语言 printf()
4.printf() 最简略的模式有两个参数。第一个参数称为格局字符串。它蕴含一个转换标准，形容如何将第二个参数转换为字符串以供输入。

格局字符串以 % 结尾，以一个字母的转换代码结尾。下表总结了最罕用的代码：

V StdDraw 规范库

1. 具体可查看 Stanford Std Library
蕴含一些 java 的可视化绘图
比方 StdDraw.picture(x,y,img); 等等

2. 开启 Animation(动画成果)
StdDraw.enableDoubleBuffering();
之后所有画布上的内容都在 offcanvas 上进行，直到调用
StdDraw.show() 才会显示在 oncanvas 上
擦除:StdDraw.clear();
暂停:StdDraw.pause(time);time 单位为毫秒，填 number

3. 音频 StdAudio

VI 构造函数的两种定义方法

比方有一个 Dog 类

public class Dog{
  public String name;
  public int age;
}

第一种构造函数

public Dog(String _name,int _age){
  name=_name;
  age=_age;
}

main 外面调用是
Dog mydog = new dog("funny",5);
第二种构造函数

public Dog(Dog d){this(d.name,d.age);
}

第二种构造函数是间接传入一个类的实例，main 外面调用是
Dog d2=new Dog(d1);

源码

1.Planet.java 代码

public class Planet{
    public double xxPos;
    public double yyPos;
    public double xxVel;
    public double yyVel;
    public double mass;
    public String imgFileName;
    private static final double G = 6.67e-11;
    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){this(p.xxPos,p.yyPos,p.xxVel,p.yyVel,p.mass,p.imgFileName);
    }

    public double calcDistance(Planet p){return Math.pow((Math.pow((this.xxPos-p.xxPos),2)+Math.pow((this.yyPos-p.yyPos),2)),1.0/2);
    }

    public double calcForceExertedBy(Planet p){return (this.mass*p.mass*G)/Math.pow(this.calcDistance(p),2);

    }

    public double calcForceExertedByX(Planet p){return this.calcForceExertedBy(p)*(p.xxPos-this.xxPos)/this.calcDistance(p);
    }

    public double calcForceExertedByY(Planet p){return this.calcForceExertedBy(p)*(p.yyPos-this.yyPos)/this.calcDistance(p);
    }

    public double calcNetForceExertedByX(Planet[] p){
        double NetExertedByX=0;
        for(int i=0;i<p.length;i++){if(!this.equals(p[i])){NetExertedByX+=this.calcForceExertedByX(p[i]);
            }
        }
        return NetExertedByX;
    }

    public double calcNetForceExertedByY(Planet[] p){
        double NetExertedByY=0;
        for(int i=0;i<p.length;i++){if(!this.equals(p[i])){NetExertedByY+=this.calcForceExertedByY(p[i]);
            }
        }
        return NetExertedByY;
    }

    public void update(double dt,double fX,double fY){
        double aX=0,aY=0;
        aX=fX/this.mass;
        aY=fY/this.mass;
        this.xxVel=this.xxVel+aX*dt;
        this.yyVel=this.yyVel+aY*dt;
        this.xxPos=this.xxPos+this.xxVel*dt;
        this.yyPos=this.yyPos+this.yyVel*dt;
    }

    public void draw(){StdDraw.picture(this.xxPos,this.yyPos,"images/"+this.imgFileName);
    }
}

2.NBody.java 代码

public class NBody{public static double readRadius(String path){In in =new In(path);
        int firstinteger=in.readInt();
        double ReadRadius=in.readDouble();
        return ReadRadius;
    }

    public static Planet[] readPlanets(String path){In in=new In(path);
        int numbersum=in.readInt();        
        Planet[] p =new Planet[numbersum];
        double ReadRadius=in.readDouble();
        
        for(int i=0;i<numbersum;i++){double xxPos=in.readDouble();
            double yyPos=in.readDouble();
            double xxVel=in.readDouble();
            double yyVel=in.readDouble();
            double mass=in.readDouble();
            String img=in.readString();
            p[i]= new Planet(xxPos,yyPos,xxVel,yyVel,mass,img);
        }
        return p;
    }

    public static void main(String[] args){double T=Double.parseDouble(args[0]);
        double dt=Double.parseDouble(args[1]);
        String filename=args[2];
        double R=readRadius(filename);
        Planet[] p=readPlanets(filename);
        StdDraw.enableDoubleBuffering();
        for(int t=0;t<=T;t+=dt){double xForce[]=new double[5];
            double yForce[]=new double[5];
            for(int i=0;i<p.length;i++){xForce[i]=p[i].calcNetForceExertedByX(p);
                yForce[i]=p[i].calcNetForceExertedByY(p);
            }
            for(int j=0;j<p.length;j++){p[j].update(dt,xForce[j],yForce[j]);
            }
            String img="images/starfield.jpg";
            StdDraw.setScale(-R,R);
            StdDraw.clear();
            StdDraw.picture(0,0,img);
            for(int k=0;k<p.length;k++){p[k].draw();}
                StdDraw.show();
                StdDraw.pause(10);
        }
        StdOut.printf("%d\n", p.length);
        StdOut.printf("%.2e\n", R);
        for (int i = 0; i < p.length; i++) {
        StdOut.printf("%11.4e %11.4e %11.4e %11.4e %11.4e %12s\n",
                  p[i].xxPos, p[i].yyPos, p[i].xxVel,
                  p[i].yyVel, p[i].mass, p[i].imgFileName);   
}
    }
}
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