开心的算法

     今天在新浪微博中关注到淘宝文初大师的发起的:#一天一技术分享#今日分享林信良的常见算法笔记,看了一个“蒙地卡罗法求PI”的算法感觉很有意思,感觉解题的思路真是鬼斧神工啊,思维的发散与开发,以乱数概率的方法求解问题,真是如原文所说的“虽然在精确度上有所疑虑,但其解题的思考方向却是个值得学习的方式。”

 

 

Algorithm Gossip: 蒙地卡罗法求PI

 说明

蒙地卡罗为摩洛哥王国之首都,该国位于法国与义大利国境,以赌博闻名。 蒙地卡罗的基本原理为以乱数配合面积公式来进行解题,这种以机率来解题的方式带有赌博的意味,虽然在精确度上有所疑虑,但其解题的思考方向却是个值得学习的方式。

解法

蒙地卡罗的解法适用于与面积有关的题目,例如求PI值或椭圆面积,这边介绍如何求PI值;假设有一个圆半径为1,所以四分之一圆面积就为PI/4(原文此处可能有误),而包括此四分之一圆的正方形面积就为1,如下图所示: 

如果随意的在正方形中投射飞标(点)好了,则这些飞标(点)有些会落于四分之一圆内,假设所投射的飞标(点)有n点,在圆内的飞标(点)有c点,则依比例来算,就会得到上图中最后的公式。

至于如何判断所产生的点落于圆内,很简单,令乱数产生X与Y两个数值,如果X^2+Y^2小于1就是落在圆内。 

实作:     Java     Python     Scala

  • C
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define N 50000

int main(void) {
srand(time(NULL));

int sum = 0;

int i;
for(i = 1; i < N; i++) {
double x = (double) rand() / RAND_MAX;
double y = (double) rand() / RAND_MAX;
if((x * x + y * y) < 1)
sum++;
}

printf("PI = %f/n", (double) 4 * sum / N);

return 0;
}

  • Java
import static java.lang.Math.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
final int N = 50000;
int sum = 0;
for(int i = 1; i < N; i++)
if((pow(random(), 2) + pow(random(), 2)) < 1)
sum++;
System.out.printf("PI = %f%n", 4.0 * sum / N);
}
}

  • Python
import random

N = 50000
sum = 0
for i in range(1, N):
if (random.random() ** 2 + random.random() ** 2) < 1:
sum += 1
print("PI = ", 4 * sum / N)

  • Scala
import java.lang.Math._

val N = 50000

var sum = 0
for(
i <- 1 until N
if (pow(random(), 2) + pow(random(), 2)) < 1
) sum += 1

printf("PI = %f%n", 4.0 * sum / N);
特分享下啊:原文及更多:http://caterpillar.onlyfun.net/Gossip/AlgorithmGossip/AlgorithmGossip.htm

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