蒙特卡洛方法模拟居里温度python与julia循环效率对比
julia循环速度比python快很多,这里用Monte Carlo求Pi以及Ising模型MC做个例子对比。
为了对比,代码写成几乎相同的逻辑 原理
利用面积比值来确定圆周率pi。
我们如果在面积为a*a的区间随机撒大量的点(假设为N),落在右图中 1/4圆的面积内的个数n 与 落在整个区域的个数N基本满足:
pythonimport numpy as np import time as tm import random as rd t0=tm.time() N=10000000 nc=0 for i in range(N): x=rd.random() y=rd.random() if np.hypot(x,y) < 1: nc=nc+1 pi_c = nc/N*4 t1=tm.time() t=t1-t0 print(pi_c,t) 结果
juliat0=time() N=10000000 nc=0 for i in 1:N x=rand() y=rand() if hypot(x,y)<1 nc=nc+1 end end t1=time() t=t1-t0 println(nc/N*4," ",t) 结果
Ising 模型的MCpythonimport numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import time as tm mev=1.6e-22 kB=1.38e-23 j=2 J=j*mev/kB N=30 mcna =100000 mcnb =200000 #square_lattice def neb(n,x,y): l = x-1 r = x+1 u = y+1 d = y-1 if x == 0: l = n-1 if x==n-1: r = 0 if y == 0: d = n-1 if y==n-1: u = 0 return [(r,y),(l,y),(x,u),(x,d)] def dE(N,S,x,y,J): de = 0 for i,j in neb(N,x,y): de = de + 2* J* S[x,y] * S[i,j] return de def MCa(T,N): S = np.ones((N,N),dtype=int) for i in range(mcna): x = np.random.randint(0,N) y = np.random.randint(0,N) de = dE(N,S,x,y,J) if de<0: S[x,y] = -S[x,y] elif np.random.rand()
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