使用条件循环 - 分段错误答案

【问题标题】：Do loop with condition - segmentation fault使用条件循环 - 分段错误
【发布时间】：2015-09-10 03:42:41
【问题描述】：

我正在做一个关于粒子动力学的项目，我首先让一个粒子（一个球体）从某个高度落向地面中的一个固定粒子。

在一个 do 循环（一个时间循环，从初始时间到以特定时间步长经过的特定时间）中，我使用欧拉方法来整合位置和速度，并计算力（重力和弹性) 以及碰撞条件。

这个模型稍后将推广到 3、4、...、n 个粒子（以数十万为规模），所以我使用数组来标点粒子随着时间的推移而位置和速度我是整合。这样，我还在时间循环中放置了一个 do 循环 - 对于每个粒子 - 从 1 到 N（粒子数），并将 N 定义为 2（因为仅在这种情况下我只有两个粒子）。这是分段错误，因为当我只指定我有两个时，我告诉它计算 3 个。

在尝试修复它时，当我定义 i 和 i+1 的参数时，当 i=2 时，将计算 i+1 = 2+1 = 3 - 但我没有第三个粒子。以类似的方式，如果我把 i-1 和 i 代替，对于 i = 1（循环开始的地方），i-1 = 0，但这没有意义，因为我没有“0th”粒子.在另一次尝试中，如果我将循环从 1,N 更改为 1,N-1，因为 N=1，它不会计算 N=2。另外，我考虑过将我的结果一并打印，即对于粒子 1 和 2、2 和 3、3 和 4，依此类推......（同时为每个积分计算 i AND i+1，使运行时间更长 - 这将花费我很多时间，因为这些对大量粒子的模拟可能需要数周时间）。但是如果我在文件中声明，它将为所有粒子重复创建文件，除了第一个和最后一个（甚至浪费更多时间）。我如何只考虑第一个和两个粒子来运行它，推广到我选择的任意数量的粒子？

do t = tmin, tmax, dt
    do i = 1,N
        call contact (xold(i), xold(i+1), r(i), r(i+1))
        call forces (m(i),  g, k, r(i), r(i+1), xold(i), xold(i+1))
        call euler(xold(i), xnew(i), vold(i), vnew(i), dt, F(i), m(i))
        write(i, *), "t=", t, "x=", xold(i), "v=", vold(i), "dx=", dx, "force=", F(i)
    end do
end do

【问题讨论】：

标签： arrays segmentation-fault fortran

【解决方案1】：

我不太确定，您到底想达到什么目标。对于粒子模拟，每个粒子与其他粒子相互作用，你需要有第二个循环，不是吗？有点像这样：

do i = 1,N
   do j=i+1,N
    call contact (xold(i), xold(j), r(i), r(j))
    call forces (m(i),  g, k, r(i), r(j), xold(i), xold(j))
   end do

   call euler(xold(i), xnew(i), vold(i), vnew(i), dt, F(i), m(i))
   write(i, *), "t=", t, "x=", xold(i), "v=", vold(i), "dx=", dx, "force=", F(i)

end do

如果i+1 > N，内部循环将不会被执行，所以一切都应该没问题。对于 N=2，您只需使用 i=1 和 j=2 执行一次。

编辑：

为每次积分同时计算 i 和 i+1，使运行时间更长 - 这将花费我很多时间，因为这些对大量粒子的模拟可能需要数周时间

您很可能不想要对大量粒子进行全面的粒子模拟。大多数人使用一些树算法来大大加快速度。考虑为此使用现有的框架，例如 PEPC。

【讨论】：

【解决方案2】：

当 i=2 时，将计算 i+1 = 2+1 = 3 - 但我没有第三个粒子。以类似的方式，如果我把 i-1 和 i 代替，对于 i = 1 （循环开始的地方），i-1 = 0，但这没有意义，因为我没有“第 0 个”粒子

模数？

when i = 0, i % 2 = 0, (i % 2) + 1 = 1
when i = 1, i % 2 = 1, (i % 2) + 1 = 2
when i = 2, i % 2 = 0, (i % 2) + 1 = 1
when i = 3, i % 2 = 1, (i % 2) + 1 = 2

【讨论】：