Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

--- ss16:physiksimulation_doc_cython [2016/08/13 17:28]
markumnus angelegt
+++ ss16:physiksimulation_doc_cython [2016/08/14 22:11] (aktuell)
markumnus Überschrift verschönert
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+**[[ss16:Physiksimulation|Physiksimulation]]/[[ss16:Physiksimulation_Doc_Main|Dokumentation]]/[[ss16:Physiksimulation_doc_components|Komponenten]]/**
+=====Cython-Teil=====
-=====Physiksimulation | Cython-Teil=====
 ====Programmstruktur====
 {{ :ss16:physiksimulation_struktur2107.png?nolink |}}
+====PyCInterface.pyx====
+Diese Cython-Datei hat 2 Hauptfunktionen:\\
+. Sie redefiniert den Header für die C++-Klasse //Interface// neu, sodass man sie in Cython nutzen kann.\\
+. Sie definiert zwei Klassen, die Python versteht und nutzen kann. Diese stehen für die Schnittstelle zum C++-Teil und für Objekte, die im Hauptprogramm einfach modifiziert und dann an das Interface übergeben werden können.\\
+Der Code sieht wie folgt aus:\\
+//(leider gibt es kein Cython-Syntax Highlighting, weswegen wir hier das für Python genutzt haben)//
+<code Python>
+import pyximport
+from libcpp.string cimport string
+pyximport.install()
+cdef extern from "interface.hpp":
+    cdef cppclass Interface:
+        Interface() except+;
+        Interface(double G) except+;
+        void add (string, double, double, double, double, double, double, double);
+        void modify (string, double, double, double, double, double, double, double);
+        void run (unsigned int);
+        string step ();
+        void setG (double)
+        void setDT (double)
+cdef class Schnittstelle:
+    cdef Interface intfc
+    def __cinit__ (self, double G = -1):
+        """
+        Konstruktor fuer Cython-Klassen.
+        """
+        print "Initializing..."
+        if G == -1:
+            self.intfc = Interface ()	# if no gravitational constant was given
+        else:
+            self.intfc = Interface (G)
+    def add (self, o):
+        """
+        Fuegt ein PyCObject dem Universe hinzu.
+        """
+        self.intfc.add (o.name, o.x, o.y, o.z, o.vx, o.vy, o.vz, o.m)
+    def modify (self, o):
+        """
+        UEberschreibt ein Object.
+        """
+        self.intfc.modify (o.name, o.x, o.y, o.z, o.vx, o.vy, o.vz, o.m)
+    def run (self, unsigned int n):
+        """
+        Laesst die Berechnungen n Schritte laufen und schreibt die Ergebnisse in eine Textdatei.
+        """
+        self.intfc.run (n)
+    def step (self):
+        """
+        Fuehrt einen Berechnungsschritt aus und gibt einen String mit Positionsdaten zurueck.
+        """
+        return self.intfc.step()
+    def setG (self, double G):
+        """
+        Setzt die Gravitationskonstante fuer die Berechnungen neu.
+        """
+        self.intfc.setG (G)
+    def setDT (self, double DT):
+        """
+        Setzt die Genauigkeit bei den Berechnungen. Je kleiner der Betrag von DT, desto genauer, aber auch langsamer sind die Berechnungen.
+        """
+        self.intfc.setDT (DT)
+class PyCObject:
+    def __init__(self):
+        self.name = ""
+        self.color = (1,1,1)
+        self.x  = 0 # Position
+        self.y  = 0
+        self.z  = 0
+        self.vx = 0 # Velocity
+        self.vy = 0
+        self.vz = 0
+        self.ax = 0 # Acceleration
+        self.ay = 0
+        self.az = 0
+        self.m  = 0 # Mass
+        self.size = 0.1
+        self.fixed = False
+</code>
+Die Methoden //add()// und //modify()// der //Schnittstelle// bekommen ein PyCObject übergeben, um die Lesbarkeit des Codes zu erhöhen.\\
 ====setup.py====
-Diese Datei kompiliert und linkt die C++-Teile und das PyCInterface.pyx zu einer PyCInterface.cpp- und einer PyCInterface.so-Datei.
+Diese Datei kompiliert und linkt die C++-Teile und das PyCInterface.pyx zu einer PyCInterface.cpp- und einer PyCInterface.so-Datei. Letztere kann wie gewohnt in Python importiert werden.
 <code Python>
 from distutils.core import setup
@@ Zeile 29: / Zeile 120: @@
 </code>
 **Ausgeführt wird dieses Skript mit //%%python setup.py build_ext --inplace%%//**.
+====Benutzung====
+Den Cython-Teil kann man in Python dann zum Beispiel so benutzen:
+<code Python>
+from PyCInterface import *
+interface = Schnittstelle()
+obj = PyCObject()
+obj.x = ...
+obj.y = ...
+...
+interface.add (obj)
+interface.run(70000)
+</code>
+Man kann die Objekte also leicht in Python modifizieren und dem Interface hinzufügen. Mit dem Aufruf der //run()//-Methode erhält man die ganze Rechenkraft von C++ und hat so die Vorteile beider optimal kombiniert.

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