bench/shootout/nbody.jruby-2.jruby

   1 # The Computer Language Shootout
   2 # http://shootout.alioth.debian.org
   3 #
   4 # Optimized for Ruby by Jesse Millikan
   5 # From version ported by Michael Neumann from the C gcc version,
   6 # which was written by Christoph Bauer.
   7
   8 SOLAR_MASS = 4 * Math::PI**2
   9 DAYS_PER_YEAR = 365.24
  10
  11 class Planet
  12  attr_accessor :x, :y, :z, :vx, :vy, :vz, :mass
  13
  14  def initialize(x, y, z, vx, vy, vz, mass)
  15   @x, @y, @z = x, y, z
  16   @vx, @vy, @vz = vx * DAYS_PER_YEAR, vy * DAYS_PER_YEAR, vz * DAYS_PER_YEAR
  17   @mass = mass * SOLAR_MASS
  18  end
  19
  20  def move_from_i(bodies, nbodies, dt, i)
  21   while i < nbodies
  22    b2 = bodies[i]
  23    dx = @x - b2.x
  24    dy = @y - b2.y
  25    dz = @z - b2.z
  26
  27    distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz)
  28    mag = dt / (distance * distance * distance)
  29    b_mass_mag, b2_mass_mag = @mass * mag, b2.mass * mag
  30
  31    @vx -= dx * b2_mass_mag
  32    @vy -= dy * b2_mass_mag
  33    @vz -= dz * b2_mass_mag
  34    b2.vx += dx * b_mass_mag
  35    b2.vy += dy * b_mass_mag
  36    b2.vz += dz * b_mass_mag
  37    i += 1
  38   end
  39
  40   @x += dt * @vx
  41   @y += dt * @vy
  42   @z += dt * @vz
  43  end
  44 end
  45
  46 def energy(bodies)
  47   e = 0.0
  48   nbodies = bodies.size
  49
  50   for i in 0 ... nbodies
  51     b = bodies[i]
  52     e += 0.5 * b.mass * (b.vx * b.vx + b.vy * b.vy + b.vz * b.vz)
  53     for j in (i + 1) ... nbodies
  54       b2 = bodies[j]
  55       dx = b.x - b2.x
  56       dy = b.y - b2.y
  57       dz = b.z - b2.z
  58       distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy + dz * dz)
  59       e -= (b.mass * b2.mass) / distance
  60     end
  61   end
  62   e
  63 end
  64
  65 def offset_momentum(bodies)
  66   px, py, pz = 0.0, 0.0, 0.0
  67
  68   for b in bodies
  69     m = b.mass
  70     px += b.vx * m
  71     py += b.vy * m
  72     pz += b.vz * m
  73   end
  74
  75   b = bodies[0]
  76   b.vx = - px / SOLAR_MASS
  77   b.vy = - py / SOLAR_MASS
  78   b.vz = - pz / SOLAR_MASS
  79 end
  80
  81 BODIES = [
  82   # sun
  83   Planet.new(0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0),
  84
  85   # jupiter
  86   Planet.new(
  87     4.84143144246472090e+00,
  88     -1.16032004402742839e+00,
  89     -1.03622044471123109e-01,
  90     1.66007664274403694e-03,
  91     7.69901118419740425e-03,
  92     -6.90460016972063023e-05,
  93     9.54791938424326609e-04),
  94
  95   # saturn
  96   Planet.new(
  97     8.34336671824457987e+00,
  98     4.12479856412430479e+00,
  99     -4.03523417114321381e-01,
 100     -2.76742510726862411e-03,
 101     4.99852801234917238e-03,
 102     2.30417297573763929e-05,
 103     2.85885980666130812e-04),
 104
 105   # uranus
 106   Planet.new(
 107     1.28943695621391310e+01,
 108     -1.51111514016986312e+01,
 109     -2.23307578892655734e-01,
 110     2.96460137564761618e-03,
 111     2.37847173959480950e-03,
 112     -2.96589568540237556e-05,
 113     4.36624404335156298e-05),
 114
 115   # neptune
 116   Planet.new(
 117     1.53796971148509165e+01,
 118     -2.59193146099879641e+01,
 119     1.79258772950371181e-01,
 120     2.68067772490389322e-03,
 121     1.62824170038242295e-03,
 122     -9.51592254519715870e-05,
 123     5.15138902046611451e-05)
 124 ]
 125
 126
 127 n = Integer(ARGV[0])
 128
 129 offset_momentum(BODIES)
 130
 131 puts "%.9f" % energy(BODIES)
 132
 133 nbodies = BODIES.size
 134 dt = 0.01
 135
 136 n.times do
 137   i = 0
 138   while i < nbodies
 139     b = BODIES[i]
 140     b.move_from_i(BODIES, nbodies, dt, i + 1)
 141     i += 1
 142   end
 143 end
 144
 145 puts "%.9f" % energy(BODIES)