【问题标题】:why does my program not approximate pi?为什么我的程序不近似 pi?
【发布时间】:2018-03-26 05:32:30
【问题描述】:

我正在尝试编写一个通过使用两个随机数互质的概率来近似 pi 的程序,即 6/pi^2 所以我应该能够将 pi 近似为 sqrt(6/probability) 但出于某种原因它不倾向于 pi,而是倾向于 3.912。我试过 rand() 函数,也试过 mersenne twister 随机数生成器,但它们都给了我相似的结果。这是怎么回事?这是我在 C++ 中的代码

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    srand(time(0));
    int times;

    cout << "enter number of times: ";
    cin >> times;

    for(int i = 0; i <= times; i ++)
    {
        double pi_approx, probability;
        int num1, num2, number_of_coprime;
        num1 = rand();
        num2 = rand();
        if(__gcd(num1, num2)>1)
        {
           number_of_coprime++;
        }

        probability = double(number_of_coprime)/double(i);
        pi_approx = sqrt(6/probability);

        cout <<100*i/times<< "% number of coprimes: "<< number_of_coprime << " pi approximation: " << pi_approx<<endl;

    }

    return 0;
}

【问题讨论】:

  • number_of_coprime 未初始化并在错误范围内定义。
  • 这个循环将运行times+1 次。
  • 数字不是互质if(__gcd(num1, num2)==1)吗?
  • 你真的应该打开警告...对于新项目,-Wall -Wextra 适合 gccclang/W:4 适合 Visual C.

标签: c++ math random probability montecarlo


【解决方案1】:

您需要在适当的范围内声明变量,正确的公式是随着次数趋于无穷大,概率趋于 6/pi^2。试试下面的代码:

int main()
{
    srand(time(0));

    //for (int times = 100; times < 1000; ++times) 
    int times = 1000000;
    {
        double pi_approx, probability;
        int number_of_coprime = 0;
        for (int i = 0; i < times; i++)
        {
            int num1, num2;
            num1 = rand() % times;
            num2 = rand() % times;
            if (__gcd(num1, num2) == 1) // increment if coprime !!
            {
                number_of_coprime++;
            }
        }
        probability = double(number_of_coprime) / double(times);
        pi_approx = sqrt(6 / probability);
        cout << pi_approx << endl;
    }

    return 0;
}

输出是:

3.14179

【讨论】:

  • 您破坏了原始代码的行为,唯一处于错误范围(且未初始化)的变量是number_of_coprime。问题不是“为什么我的代码很糟糕,请修复它”,而是“为什么我得到 3.912 而不是 3.141”
【解决方案2】:

你计算错了:你应该在它们互质时增加计数器 (gcd == 1),但是当 gcd > 1 时你应该增加。

【讨论】:

  • 换句话说:这里是 pi,使用您计算的值:math.sqrt(6/(1-6/(3.912*3.912)))
  • 尽管他的代码很糟糕,应该被烧毁,但这是真正的正确答案,而不是试图修复代码并破坏原始行为的其他答案。
猜你喜欢
  • 2013-05-11
  • 1970-01-01
  • 1970-01-01
  • 2015-08-31
  • 1970-01-01
  • 1970-01-01
  • 2015-07-09
  • 2020-04-12
  • 2020-08-31
相关资源
最近更新 更多