Haskell、OCamlでSPH法

このエントリに載せていたC++のコードを、HaskellとOCamlで書いてみました。（あと、C++のコードも整理しました）

コードを置いておきます。

• Haskell版(sph.hs)
• OCaml版(sph.ml)
• C++版(sph.cpp)

Haskell版(sph.hs)の実行方法は、

$ ghc --make -O sph.hs
$ ./sph 300

です。./sphの引数は計算するステップ数です。上記のsph.zipにはData/Vector.hsというベクトル演算のためのモジュールを入れてあります。

同様に、OCaml版(sph.ml)の実行方法は、

$ ocamlopt -pp 'camlp4o -parser Camlp4ListComprehension' -o sph sph.ml
$ ./sph 300

です。-ppオプションは、プリプロセッサにCamlp4を使ってOCamlでリスト内包表記を使えるようにするためのものです。

もう１つC++版(sph.cpp)の実行方法は、

$ g++ -O2 -o sph sph.cpp
$ ./sph 300

です。以前はboostを使ってみていたのですが、boostを用意する手間やコンパイルの遅さを考えるとあまり意味がないので、使わないようにしました。（あと、このコードを書く前にSTLの総称プログラミングのスタイルでも書いてみたのですが、かえってわかりづらくなったのでやめました）

この３つの実行時間ですが、

▼C++
$ time ./sph 30
real 0m6.367s
user 0m4.916s
sys 0m0.157s

▼OCaml
$ time ./sph 30
real 0m11.718s
user 0m9.461s
sys 0m0.241s
→ cppの約２倍

▼Haskell
$ time ./sph 30
real 1m23.961s
user 1m2.786s
sys 0m2.169s
→ cppの約15倍

On PowerBook G4 1.5GHz (Mac OSX 10.4.11)

のようになりました。

OCamlがC++の約２倍、HaskellがC++の約15倍です。

Haskellがあまりに遅いのでOCamlで書いてみたというのがあるのですが、それにしても遅い。ここまで遅いものなのだろうか？

2009/11/5追記：計りなおすと、Haskell版はC++版の約５倍ですんでました…

それに対して、OCamlは本当に速いですね。いまのコード(sph.ml)は粒子を非破壊的に更新しているのですが、それでもC++の約2倍で実行できています。

次は、Haskell版とOCaml版で使っている遅延ストリームについて書きます。


■流体シミュレーションに関するエントリ
粒子法のプログラム第１回（概要）
粒子法のプログラム第２回（プログラムの大枠）
粒子法のプログラム第３回（データ構造）
粒子法のプログラム第４回（密度と圧力の計算）
粒子法のプログラム第５回（力の計算）
粒子法のプログラム第６回（境界条件と粒子位置の更新）
粒子法のプログラム最終回（粒子の出力）
【粒子法】粒子を流体としてレンダリング
３次元の粒子法シミュレーション
粒子法のシーンを２倍のサイズにしてみたが…
粒子法のシーンを２倍のサイズにしてみた
SPHによる巻き波のシミュレーション２
Haskell、OCamlでSPH法
このあとやりたいこと
カメラ位置を変えて流体をレンダリング
固液連成シミュレーション

■剛体シミュレーションに関するエントリ
粒子ベース剛体シミュレーション（プレビュー）
粒子ベース多体衝突シミュレーション
引き続き、粒子ベース剛体シミュレーション

粒子法(SPH)のプログラム

粒子法(SPH)のプログラムを解説したシリーズです。ソースコードも公開しています。

粒子法(SPH)のプログラム一覧

動画

シミュレーションの結果をレンダリングして作った動画です。流体シミュレーションや剛体シミュレーションの動画を見ることができます。

動画の一覧

-