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一种计算整数平方根的简单算法
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一楼给百度
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1楼
2018-06-18 07:15
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关于SEG以及相关理论的研究和实验仍然在继续。
而且,实验在不断的改进过程中,越来越倾向于支持现在的理论。
反过来理论也提供了实验改进的具体方向。
总的来说,整个过程正在以正反馈方式进行着。
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2楼
2018-06-18 07:17
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方舟水手
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原来关于虚数单位等问题的那个帖子以后会继续更新,带着实验设备的照片或者实验过程的视频。
现在要说的,仍然是一个数学问题,或者说一个数学发现。
因为这个发现可以用比较少的文字说清楚,而且内容相对独立,所以不必放在那个帖子里面。
但是,一些基本概念会用得到。
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3楼
2018-06-18 07:19
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方舟水手
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现在考虑这样一个问题:
i是计数极限,那么,1/i是什么?
显然,它也是一个极限,它是有限计数器的最小可分辨的计数单位。
也就是说,大于或者等于这个数,就不是0。
什么意思呢?意思是,那些小于这个数的,就会被认为是0.
比如对于100为极限的有限计数器,1/100是最小可分辨的单位,
而1/101(显然也没法写出,因为有限计数器不能数到101),
对于它而言,就是0了。
这有点像是,对于浮点数做相等比较的时候由于浮点数在小数位数很多的时候,后面的小数很难说都对得上,
那么两个浮点数若比较它们相等,则必须忽略很后面的几位小数,也就是说,把二者求差,若差的绝对值,
大于某个比较小的数(比如10的负6次方),就认为它们相等。
而这个比较小的数,通常叫做epsilon,埃普西隆。
1/i,或者这里的1/100,也叫做网孔。意思是,如果一个数比它还小,就会从这个网中落出去。
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5楼
2018-06-18 07:31
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方舟水手
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这是4楼被删的部分:
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6楼
2018-06-18 07:34
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方舟水手
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上面提到了,对于能力上限为100的有限计数器,
根本写不出
1/101
这种东西,如果写出了,它就是0。那么,能写出什么呢?
我们其实只能用1和100,
那么,能写出的就是
1/(100+1/100)
或者
1/(100+1/(100+100))
等等这些东西,总是可以把最里面的分母,写成100+1/100,而其中分数部分,100这个分母,又可以被写成100+1/100。
如果你仔细看,它其实就是连分数。
这个值显然已经略小于1/i,所以它就是实际上的0。
连分数的构造方式显然是递归的,所以,为了保持连分数的每个递归周期都有一样的形式,我们把100再加上,就得到了,
100+1/(100+1/(100+1/(100+ ...
那么它的意思,就是 在有限计数器的计数极限100之上,再加一个0。(因为后面那些都已经落到网口之外,所以
叫做0)。
IP属地:海南
7楼
2018-06-18 07:41
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方舟水手
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如果说
x+1/x
已经超过了极限,到达下一个周期的开始,那么,一个完整周期的最大长度,就是
x+1/(x+1/(x+...
我们用递归方式写一个循环节:
x' = x+ 1/x
x=x'
一个循环节是从x导出x'的过程,下一个循环节开始之前,令新的x等于原来的x‘
如果你研究连分数,你会发现,若每个层次的x都取1(x'继承于上一个层次),
那么,我们得到的是
y=1+1/(1+1/(1+1/(
1.6180339887...
这个数你可能不熟悉,但是,减去1之后,你一定认识:它就是所谓的黄金分割率。
其实,0.618的黄金分割率,正是它的倒数(也是减去1的结果)。
什么意思呢?意思是,当有限计数器的计数能力上限为1(它就能数一个数,多一个都不能),
它的完整周期长度为1.61803....
不妨假定一下:为什么黄金分割率会引起美感?
可以这么说,因为它意味着“完整”,或者说“完美“。
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8楼
2018-06-18 07:50
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方舟水手
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这是一个突破口,这种连分数形式的最简单情况,可以直接导出黄金分割率。
这不是什么稀奇的事情,是大家早就知道的事情。
下面这个也不稀奇:
若令x=2,就可以得到
2+1/(2+1/(2+1/(...
= 2.41421356237309...
这数似乎也不特别。但是,如果你不看2,只看后面的小数,你会想起什么?
或者说,你把它减去1,会想起什么?
对了,就是根号2。
对整数部分减去1,是一种方法,其实还有一种理解,就是对整数部分除以2,因为整数除法的结果还是整数(通常计算机高级语言对整数除法的处理方式),所以1.618中的1除以2,等于0,2.414中的2除以2等于1。
不用减去1而是用除以2,是因为,看到后面之后你会发现,通行的规则是除以2,不是减去1,虽然在这两个例子上确实没法区分。
那么,若令x=3呢?
3+1/(3+1/(3+1/(...
=3.30277563773199...
这是什么我真的没有找到。所以这条路有可能走不通,但是,没有关系,可以写一个程序,测试比如前100个数的情况,看看能出什么东西。
如果要写程序,那就有谁是函数的变量(参数)的问题,显然x可以当做变量,但不止如此,分子1也可以被换成变量。那么递归就可以写成:
x' = x+ k/x
x=x'
的形式。
那么k应该怎么取值呢?
因为x是有限计数器的上限,k取0就没法扩展递归了,所以k的取值,应当在1到x之间,包括x,都取整数。
这样的话,我们就可以得到一个函数,可以叫做黄金分割函数,它有两个变量,x和k(程序里面我最终用的是i和j),还有一个额外的变量,是递归(其实是迭代方法)的次数。
double CalculateGoldenRatio(double i, double j, int N)
{
double r = 1.0;
for (int c = 0; c < N; c++)
{
r = i + j / r;
}
return r;
}
就像这样。
IP属地:海南
9楼
2018-06-18 08:02
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方舟水手
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那么,调用这个函数,就需要一个两层的循环,假设我们让N就固定取1000的话(否则还得多一层循环)。
for (int i = 1; i < 32; i++)
{
for (int j = 1; j <= i; j++)
{
double gr = CalculateGoldenRatio(i, j, 1000)
}
}
现在可以通过printf(看你用什么语言,我其实用的是C#)把这些gr都打印出来,看看有什么规律。
下图就是输出的结果,
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10楼
2018-06-18 08:08
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看到了吧,除了0之外,它是黄金分割率。
i为计数的时候,没有什么东西可以对应。
但i为偶数的时候,GR的值就对应于一个整数的平方根。
比如i等于8的时候,j等于1,GR等于8.12310...而它对应17的平方根,17的平方根是4.12310....
也就是说,如果把GR的整数部分除以2,和后面的小数部分拼接在一起,就正好得到17的平方根。
再回来看看那些对不上号的,比如i等于3的时候,对应的小括号里面缺少的正好是4,也就是2的平方。i等于5的时候,对应的小括号里面缺少的是9,也就是3的平方,i等于7的时候缺少的是16,4的平方。
这样看来,只要把对应关系找到,做成一个表格,那么,i和j构成的元组,一定可以对应一个整数的平方根(平方数的时候j不用考虑,只考虑i即可)。
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11楼
2018-06-18 08:14
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方舟水手
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好了,就这么简单。
主要用到的函数已经给出,你可以直接抄走,用c/c++也好java或者C#,随便什么c类语言,自己跑一下程序。
你可能要问,原理是什么?
说实话我也不是很清楚。因为刚刚发现,还有没有去仔细研究。
但是可以知道的是,极限+0,其实就一对应到x+y,因为y在x上的投影总是0,然而无论如何,一个完整周期,都不能只是极限,周期性的存在导致最基本的维数是2维的(周期和偏移量两个维数),所以一定是一种加0的形式。
另外这种2n+1的形式(整数部分除以2,小数部分不变),似乎和Tao(二分之派)也有关。
这种算法,一点都不快!所以不要认为它在计算上有什么优势。
但是,它能成立,也确实意味着点什么东西。
也许其理论价值要远大于其实用价值吧。
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13楼
2018-06-18 08:26
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12楼又被莫名其妙的删除了:
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14楼
2018-06-18 08:29
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代码可能因为大于号和小于号的问题,被过滤了。
那个条件是,n大于等于c且n小于c加m。
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15楼
2018-06-18 08:30
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最后,如果我错了,如果你发现,在某个整数上,不能取得预期的结果,请告知,谢谢!
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16楼
2018-06-18 08:40
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方舟水手
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https://github.com/yyl-20020115/GoldenRatio
这是本文提到的C#源码(VS2017项目)
在github上。
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17楼
2018-06-18 11:48
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