提问人:Aldehyde 提问时间:1/27/2021 更新时间:1/28/2021 访问量:49
使用迭代公式为 C 数组赋值
Assigning value to C array with iterative formula
问:
上下文
我想模拟粒子在电场中的轨迹。我想要它在每个时间步的位置、速度和加速度。这些变量中的每一个都将存储在一个数组中,因此我可以将其写入文件并在以后绘制它。我的问题是我无法修改数组的值,当我打印时,我只能在整个数组上重复初始值。
我的代码
int main(){
////// Some variable definitions for the physics //////
const float m_Ca = 40*1.66053886e-27;
const float Q_Ca = 1.60217646e-19;
const float U_dc = 1000;
const float z0_2 = 20*20; // mm
const float w_z_2 = 2*Q_Ca*U_dc/m_Ca/z0_2;
// time step
const float dt = 5e-9;
const float dt1 = 0.5*5e-9;
// simulation number of steps
const int i_free_fly = round(10/sqrtf(w_z_2)/dt);
///////////////////////////////////////////////////////
// allocating position, velocity and acceleration arrays
float* r_z = (float*)malloc(i_free_fly*sizeof(float));
float* v_z = (float*)malloc(i_free_fly*sizeof(float));
float* a_z = (float*)malloc(i_free_fly*sizeof(float));
// initializing arrays
r_z[0] = 1;
v_z[0] = 0;
a_z[0] = 0;
// Velocity-Verlet algorithm
// here I calculate the next steps position, velocity and acceleration
// for the current time step i I need info from the previous time step i-1
for (int i=1;i<i_free_fly;++i){
// update position
r_z[i] = r_z[i-1] + v_z[i-1]*dt + 0.5*a_z[i-1]*dt1*dt1;
// update acceleration
a_z[i] = m_Ca*w_z_2*r_z[i];
// update velocity
v_z[i] = v_z[i-1] + dt1 * (a_z[i-1] + a_z[i]);
}
return 0;
}
我的问题
打印r_z时,v_z和a_z我随时得到 1、0、0 和零。我这样做是为了打印数组。
for (int i=1;i<150;++i){
printf("%f\n",r_z[i]);
printf("%f\n",v_z[i]);
printf("%f\n",a_z[i]);
}
我是 C 的新手,指针对我来说仍然很奇怪。我不知道使用它们是否是正确的方法,但在互联网上查看,我认为这是实现我目标的最佳方式,但我可能错过了一些东西。
答:
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Brian Sidebotham
1/28/2021
#1
当像这样在 C 中处理非常小的数字时,你不能信任 printf 的格式运算符。取而代之的是,使用 like 给你一个指数输出,然后不会四舍五入:%f
%e
for (int i=1;i<150;++i){
printf("%e\n",r_z[i]);
printf("%e\n",v_z[i]);
printf("%e\n",a_z[i]);
}
在修改后的版本中,我们可以看到加速度是恒定的(首先)并且速度增加:
for( int i = 0; i < 156; i++ ) {
printf("r_z: %e a_z: %e v_z: %e\n", r_z[i], a_z[i], v_z[i]);
}
$ ./a.out
r_z: 1.000000e+00 a_z: 0.000000e+00 v_z: 0.000000e+00
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 2.002721e-27
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 6.008162e-27
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 1.001360e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 1.401904e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 1.802449e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 2.202993e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 2.603537e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 3.004081e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 3.404625e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 3.805169e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 4.205713e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 4.606257e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 5.006802e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 5.407346e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 5.807890e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 6.208434e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 6.608978e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 7.009522e-26
r_z: 1.000000e+00 a_z: 8.010882e-19 v_z: 7.410066e-26
或者,您可以选择改用类型字段,以便根据值决定是否使用指数表示。%g
printf
上一个:球状团簇的N体模拟
下一个:欺诈检测的多个目标值
评论
1.60217646e-19
逗号后有那么多数字,您可能希望使用 S 甚至 S。double
long double
for
r_z
a_z
v_z
1
0
0
a_z[i] = -w_z_2*r_z[i]