本题考点:牛顿迭代法
牛顿迭代法的定义:
这题的解法用暴力解法是非常简单的。主要的麻烦在于如何解的更好,答案就是用牛顿迭代法。
下面这种方法可以很有效地求出根号 aa 的近似值:首先随便猜一个近似值 xx,然后不断令 xx 等于 xx 和 a/xa/x 的平均数,迭代个六七次后 xx 的值就已经相当精确了。
例如,我想求根号 22 等于多少。假如我猜测的结果为 44,虽然错的离谱,但你可以看到使用牛顿迭代法后这个值很快就趋近于根号 22 了:
( 4 + 2/ 4 ) / 2 = 2.25
( 2.25 + 2/ 2.25 ) / 2 = 1.56944..
( 1.56944..+ 2/1.56944..) / 2 = 1.42189..
( 1.42189..+ 2/1.42189..) / 2 = 1.41423..
….
image.png
这种算法的原理很简单,我们仅仅是不断用 (x, f(x))(x,f(x)) 的切线来逼近方程 x^2-a=0x
2
−a=0 的根。根号 aa 实际上就是 x^2-a=0x
2
−a=0 的一个正实根,这个函数的导数是 2x2x。也就是说,函数上任一点 (x,f(x))(x,f(x)) 处的切线斜率是 2x2x。那么,x-f(x)/(2x)x−f(x)/(2x) 就是一个比 xx 更接近的近似值。代入 f(x)=x^2-af(x)=x
2
−a 得到 x-(x^2-a)/(2x)x−(x
2
−a)/(2x),也就是 (x+a/x)/2(x+a/x)/2。
同样的方法可以用在其它的近似值计算中。Quake III 的源码中有一段非常牛B的开方取倒函数。
知道方程实现就非常简单了。
我用了递归
class Solution {
int s;
public int mySqrt(int x) {
s=x;
if(x==0) return 0;
return ((int)(sqrts(x)));
}
public double sqrts(double x){
double res = (x + s / x) / 2;
if (res == x) {
return x;
} else {
return sqrts(res);
}
}
}
package com.example.demo;
import com.sun.prism.shader.Solid_TextureYV12_AlphaTest_Loader;
/**
* 69. x 的平方根
实现 int sqrt(int x) 函数。
计算并返回 x 的平方根,其中 x 是非负整数。
由于返回类型是整数,结果只保留整数的部分,小数部分将被舍去。
示例 1:
输入: 4
输出: 2
示例 2:
输入: 8
输出: 2
说明: 8 的平方根是 2.82842...,
由于返回类型是整数,小数部分将被舍去。
*/
public class Lc69 {
int s;
public int mySqrt(int x) {
s = x;
if (x == 0) return 0;
return ((int) (sqrts(x)));
}
public double sqrts(double x) {
double res = (x + s / x) / 2;
if (res == x) {
return x;
} else {
return sqrts(res);
}
}
public static void main(String[] args) {
int x = 8;
Lc69 l = new Lc69();
System.out.println(l.mySqrt(x));
}
}