Piはまだ間違っています[クローズ]


27

パイが間違っている

円周率を計算する一般的な方法は、「ダーツ」を1x1ボックスに投げて、投げられた合計と比較して単位円内のどの土地を見るかです。

loop
   x = rand()
   y = rand()
   if(sqrt(x*x + y*y) <= 1) n++
   t++
pi = 4.0*(n/t)

piを正しく計算するように見えるプログラムを作成します(piを計算するこの方法または他の一般的な方法を使用)が、代わりにtau(tau = 2 * pi = 6.283185307179586 ...)を計算します。コードは、少なくとも最初の小数点以下6桁を生成する必要があります:6.283185

優勝者は6月6日(今日から1週間)になります。


43
勝者が6月28日にcrown冠されないのはなぜですか??
corsiKa

9
人気コンテストで勝者をcrown冠する必要がある理由はわかりません。
ティムS.

1
わかりません。これは1、戻るように見えるが、戻る関数を要求するようなもの2です。ここで誰をだましていますか?
ja72

3
@ ja72コードの読者:)
tomsmeding

回答:


57

JavaScript

alert(Math.atan2(0, -0) - Math.atan2(-0, -0) + Math.atan2(0, 0))

助けて、私は宇宙工場に閉じ込められており、何をしているのかわからない。Math.atan2良い値でパイを返すはずですよね?Math.atan2(0, -0)piを返すので、それを減算して加算しても、piが必要です。


14
私は横になって泣くだけだと思う​​。Goddamnit、JavaScript。
ジャックM

3
説明してください?:)
Jaa-c

2
x軸とポイント(Y、X)の間のラジアン単位の反時計回りの角度。Yポイントの符号は、これが正または負の角度であるかどうかを決定し、これは次のようになりますπ - (-π)

8
0_o>>> 0 === -0 ;true ;>>> Math.atan2(0, 0) ;0 ;>>> Math.atan2(0, -0) ;3.141592653589793
イズカタ

5
@JackM、その文は常に言うの適切です:)この場合、それはIEEE標準によるものですが、多くの言語(JSだけでなく)にはゼロ対ネガティブゼロの問題があります。
ポールドレイパー14年

40

ベーシック

(より具体的には、Chipmunk Basic

これは、15世紀にNilakantha Somayajiによって発見された無限のシリーズを使用しています。

' Calculate pi using the Nilakantha series:
'               4       4       4       4
'  pi  =  3 + ----- - ----- + ----- - ------ + ...
'             2x3x4   4x5x6   6x7x8   8x9x10
i = pi = 0
numerator = -4
while i<10000
  i = i + 2
  numerator = -numerator
  pi = pi + numerator / (i * (i+1) * (i+2))
wend
pi = pi + 3
print using "#.##########";pi

出力

6.2831853072

何が起こっているのかわからない場合は、次のヒントをご覧ください。

Chipmunk Basicでは、プログラムの実行が開始されると、変数piがπの値に事前設定されます。

そして

BASICでは、等号は変数の割り当てと等値のテストの両方に使用されます。したがって、a = b = ca =(b == c)として解釈されます。


待てないので、i等しいfalse?それから追加2しますか?そしてそれは動作します???
ダンノ14年

2
@Dunno:確かに、ループi == falseはに似ていi == 0ます。ポイントは、アキュムレーターの初期値piが0ではないことです…
ベルギ14年

1
@Bergiええ、私は次の事実に頭を包むことはできませんfalse + 2 == 2:D
Dunno 14年

@Dunno動的型付けなど:算術を行うときにfalseは暗黙的に0に変換されます。また、Cで同じ見かけの動作がありますが、これにはbool型がなく、00以外の値を使用して表しfalsetrueそれぞれを表します。それはエレガントではありませんが、ちょっと、それがどのように機能するかです。
スザンヌデュペロン14年

15

C-単位円の半分の長さ

計算する一つの方法πは点は、距離を測定するために単に(1, 0)周りを回転するときに移動原点(-1, 0)それの半周であるので、単位円である()。

ここに画像の説明を入力してください

しかし、sin(x)又ははcos(x)このことによって行うことができるので、必要とされるステップの周りのすべての方法原点点がステップごとに移動する距離を追加します。各ステップのサイズが小さいほど、より正確なπが得られます。

注: yが0未満になると、ステッピングは終了します(これは(-1, 0))通ります。

#include <stdio.h>                          // for printf
#define length(y, x) ((x * x) + (y * y))
int main()
{
    double x, y;
    double pi, tau, step;
    // start at (2, 0) which actually calculates tau
    x  = 2;
    y  = 0;
    // the step needs to be very low for high accuracy
    step = 0.00000001;  
    tau = 0;
    while (y >= 0)
    {   // the derivate of (x, y) is itself rotated 90 degrees
        double dx = -y;
        double dy = x;

        tau += length(dx, dy) * step; // add the distance for each step to tau
        // add the distance to the point (make a tiny rotation)
        x += dx * step;
        y += dy * step;
    }
    pi = tau / 2;   // divide tau with 2 to get pi

    /* ignore this line *\                      pi *= 2;    /* secret multiply ^-^ */

    // print the value of pi
    printf("Value of pi is %f", pi); getchar(); 
    return 0;
}

次の出力が得られます。

Value of pi is 6.283185

3
合法的なようだ…間違いなく。
bjb568

1
あなたのlengthマクロは、SQRTが不足しています。それは意図したものですか? xまたy、定義と呼び出しの間で交換されます(効果はありません)
ベンフォイト

@BenVoigt Shhh!トリックを損なうことはありませんが、はい。piの値が6,28として印刷されるようsqrt誤って省略されました...また、気づいたために+1しましたがxy私はしませんでした!
Thism2

1
ああ、今、あなたは単位円ではなく、半径2の円をトレースしていることがわかりました。
ベンフォイト

7
私は...その行を無視しないことにより、それがどのように動作するかを理解する前に、私は幾つかの分を無駄にすることを告白しなければならない
loreb

10

C

(これは意図したよりも長くなりましたが、とにかく投稿します...)

17世紀に、ウォリスはPiの無限シリーズを公開しました。

ここに画像の説明を入力してください

(詳細については 、π、e、および√(2 +√2)の新しいWallis型およびCatalan型の無限製品を参照してください)

ここで、Piを計算するには、まず2を掛けて分母を因数分解する必要があります。

ここに画像の説明を入力してください

私のソリューションは、Pi / 2と2の無限級数を計算し、2つの値を乗算します。最終値を計算するとき、無限積の収束が非常に遅いことに注意してください。

出力:

pi: 6.283182
#include "stdio.h"
#include "stdint.h"

#define ITERATIONS 10000000
#define one 1

#define IEEE_MANTISSA_MASK 0xFFFFFFFFFFFFFULL

#define IEEE_EXPONENT_POSITION 52
#define IEEE_EXPONENT_BIAS 1023

// want to get an exact as possible result, so convert
// to integers and do custom 64-bit multiplication.
double multiply(double aa, double bb)
{
    // the input values will be between 1.0 and 2.0
    // so drop these to less than 1.0 so as not to deal 
    // with the double exponents.
    aa /= 2;
    bb /= 2;

    // extract fractional part of double, ignoring exponent and sign
    uint64_t a = *(uint64_t*)&aa & IEEE_MANTISSA_MASK;
    uint64_t b = *(uint64_t*)&bb & IEEE_MANTISSA_MASK;

    uint64_t result = 0x0ULL;

    // multiplying two 64-bit numbers is a little tricky, this is done in two parts,
    // taking the upper 32 bits of each number and multiplying them, then
    // then doing the same for the lower 32 bits.
    uint64_t a_lsb = (a & 0xFFFFFFFFUL);
    uint64_t b_lsb = (b & 0xFFFFFFFFUL);

    uint64_t a_msb = ((a >> 32) & 0xFFFFFFFFUL);
    uint64_t b_msb = ((b >> 32) & 0xFFFFFFFFUL);

    uint64_t lsb_result = 0;
    uint64_t msb_result = 0;

    // very helpful link explaining how to multiply two integers
    // http://stackoverflow.com/questions/4456442/interview-multiplication-of-2-integers-using-bitwise-operators
    while(b_lsb != 0)
    {
        if (b_lsb & 01)
        {
            lsb_result = lsb_result + a_lsb;
        }
        a_lsb <<= 1;
        b_lsb >>= 1;
    }
    while(b_msb != 0)
    {
        if (b_msb & 01)
        {
            msb_result = msb_result + a_msb;
        }
        a_msb <<= 1;
        b_msb >>= 1;
    }

    // find the bit position of the most significant bit in the higher 32-bit product (msb_answer)
    uint64_t x2 = msb_result;
    int bit_pos = 0;
    while (x2 >>= 1)
    {
        bit_pos++;
    }

    // stuff bits from the upper 32-bit product into the result, starting at bit 51 (MSB of mantissa)
    int result_position = IEEE_EXPONENT_POSITION - 1;
    for(;result_position > 0 && bit_pos > 0; result_position--, bit_pos--)
    {
        result |= ((msb_result >> bit_pos) & 0x01) << result_position;
    }

    // find the bit position of the most significant bit in the lower 32-bit product (lsb_answer)
    x2 = lsb_result;
    bit_pos = 0;
    while (x2 >>= 1)
    {
        bit_pos++;
    }

    // stuff bits from the lowre 32-bit product into the result, starting at whatever position
    // left off at from above.
    for(;result_position > 0 && bit_pos > 0; result_position--, bit_pos--)
    {
        result |= ((lsb_result >> bit_pos) & 0x01) << result_position;
    }

    // create hex representation of the answer
    uint64_t r = (uint64_t)(/* exponent */ (uint64_t)IEEE_EXPONENT_BIAS << IEEE_EXPONENT_POSITION) |
            (uint64_t)( /* fraction */ (uint64_t)result & IEEE_MANTISSA_MASK);

    // stuff hex into double
    double d = *(double*)&r;

    // since the two input values were divided by two,
    // need to multiply by four to fix the result.
    d *= 4;

   return d;
}

int main()
{
    double pi_over_two = one;
    double two = one;

    double num = one + one;
    double dem = one;

    int i=0;

    i=ITERATIONS;
    while(i--)
    {
        // pi = 2 2 4 4 6 6 8 8 ...
        // 2    1 3 3 5 5 7 7 9
        pi_over_two *= num / dem;

        dem += one + one;

        pi_over_two *= num / dem;

        num += one + one;
    }

    num = one + one;
    dem = one;

    i=ITERATIONS;
    while(i--)
    {
        // 2 = 2 4 4 6   10 12 12 14
        //     1 3 5 7    9 11 13 15
        two *= num / dem;

        dem += one + one;
        num += one + one;

        two *= num / dem;

        dem += one + one;

        two *= num / dem;

        dem += one + one;
        num += one + one;

        two *= num / dem;

        dem += one + one;
        num += one + one + one + one;
    }

    printf("pi: %f\n", multiply(pi_over_two, two));

    return 0;
}

二重変換の指数は実際には無視できません。それが唯一の変更(2による除算、4による乗算、整数乗算を残す)である場合、驚くほどすべてが機能します。


8

Java-Nilakanthaシリーズ

Nilakanthaシリーズは次のように与えられます:

pi = 3 + 4/(2*3*4) - 4/(4*5*6) + 4/(6*7*8) - 4/(8*9*10) ...

したがって、各用語について、分母は連続する整数を乗算することで構成され、開始は各用語で2ずつ増加します。交互の用語を追加/減算することに注意してください。

public class NilakanthaPi {
    public static void main(String[] args) {
        double pi = 0;
        // five hundred terms
        for(int t=1;t<500;t++){
            // each i is 2*term
            int i=t*2;
            double part = 4.0 / ((i*i*t)+(3*i*t)+(2*t));
            // flip sign for alternating terms
            if(t%2==0)
                pi -= part;
            else
                pi += part;
            // add 3 for first term
            if(t<=2)
                pi += 3;
        }
        System.out.println(pi);
    }
}

500個の用語の後、piの合理的な推定値が得られます。

6.283185311179568

4

C ++:SangamagramaのMadhava

この無限シリーズは、現在マダバライプニッツとして知られています。

シリーズ

48の平方根から始めて、(-3)-k /(2k + 1)の合計の結果を掛けます。非常に簡単で実装が簡単です:

long double findPi(int iterations)
{
    long double value = 0.0;

    for (int i = 0; i < iterations; i++) {
        value += powl(-3.0, -i) / (2 * i + 1);
    }

    return sqrtl(48.0) * value;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::cout << "my pi: " << std::setprecision(16) << findPi(1000) << std::endl;

    return 0;
}

出力:

my pi: 6.283185307179588

3

Python-Nilakanthaシリーズの代替

これは、piを計算するためのもう1つの無限級数であり、かなりわかりやすいです。

ここに画像の説明を入力してください

この式では、6を取り、分子が2で分母が2つの連続した整数とその合計の積である分数の加算と減算を交互に開始します。後続の各分数は、整数のセットを1ずつ増やして開始します。これを数回実行しても、結果はpiにかなり近くなります。

pi = 6
sign = 1
for t in range(1,500):
i = t+1
   part = 2.0 / (i*t*(i+t))
   pi = pi + sign * part
   sign = - sign # flip sign for alternating terms  
print(pi)

6.283185になります。


-1
#include "Math.h"
#include <iostream>
int main(){
    std::cout<<PI;
    return 0;
}

Math.h:

#include <Math.h>
#undef PI
#define PI 6.28

出力:6.28

#include "Math.h"は#includeと同じではありませんが、メインファイルを見るだけでは、ほとんど誰もチェックすることを考えません。おそらく明らかですが、私が取り組んでいるプロジェクトで同様の問題が発生し、長い間検出されませんでした。


それにもかかわらず、賢い解決策。
-BobTheAwesome
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.