我的Python代码计算时间太长！我能用numpy更快地计算吗？如果是，怎么做？

我的目标是用Verlet算法计算行星运动

问题是，代码大约需要30分钟才能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要花这么长时间

我在这里读了一些，使用

numpy

应该更快，对吗

但是我如何实现它呢？此外，它应该绕一整圈，停在

0

（或者

2*pi*r\u earth

，如果它在计算行驶距离），但它根本不停，只是继续，有人能看到我的极限为什么不起作用吗？

这是我的密码：

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

grav=6.673481*（10**-11）#=6.673481e-11#直接方式
孙明宇=1.989*（10**30）#=1.989e+30
m_接地=5.972*（10**24）#=5.972e+24
r_地球=149.59787*（10**9）#=1.4959787e+11
def verlet_v（上一个，上一个，质量）：
当前体积=（上体积+（上体积/质量））
打印“新速度：%f”%current\u v
返回电流
def verlet_x（上一个，当前个）：
当前x=上一个x+当前v
打印“新职位：%f”%current\u x
返回电流
verlet_v（20,50,3）
v=29.8*（10**3）#=2.98e+04
x=0
f=（-grav*（（地球*太阳）/地球**2））
v_历史=[]
x_历史=[]
而（abs（x）>（-0.1））：#abs（）始终大于-0.1
打印“模块（x）：%f”%abs（x）
打印“限制：%f”%（0）
v=verlet_v（v，f，m_接地）
x=verlet_x（x，v）
v_history.append（v）
x_history.append（x）
打印v_历史记录
打印x_历史记录

你似乎陷入了一个无限循环

abs（x）

给出一个始终为正的数字的绝对值。这意味着它永远不会低于

-0.1

，因此您的while循环永远不会结束

---

您需要将abs（x）或

-0.1

更改为其他内容。

一个建议是定义“历史记录”数组，而不是每次迭代都将其追加。这样，就预先保留了一块内存。这将提高性能。但是，您需要提前计算出

v_历史

和

x_历史

的大小

例如，使用1D阵列：

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

其中

（k，）

是数组的形状

然后需要使用索引值将计算值存储在数组中

# outside loop
x=0

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

---

另外，你可能想开始考虑

我认为Numpy不会帮你：你需要以前的职位来计算新的职位。Numpy一次对许多变量（例如位置）进行操作，但由于只能逐个计算，因此无法同时计算所有变量。也许你可以试试Cython，但要注意的是，使用Cython可能会被扔进深渊。如果你想用你的代码计算它，请使用Everts的建议。如果你对ode的快速解决方案感兴趣，请查看并相应地重新规划你的问题。目前，你的星球只是直线加速，因此代码无法检测到某种“循环”并停止运行

：）