求算数平方根的4种方法

求算数平方根的4种方法

求一个整数的算数平方根,输出整数。

解法一:

牛顿迭代法:

// 牛顿法

// f(x) = x^2 - a

// 求解 a 的平方根, 即求解 f(x) = 0 的解

// f(x) ~= f(x0) + (x - x0) * f'(x0);

// 令 f(x) = 0 => x = (x0 + a/x0) /2 => 得到该迭代公式.

class Solution {

public:

int mySqrt( int x ) {

long x0=x; //注意,这里必须是long类型,防止下面x0*x0溢出

while( x0*x0>x ) {

x0 = (x0 + x/x0)/2;

}

return (int)x0;

}

};

解法二: 二分查找

// 二分存在单调性, 存在两段性的性质

// 难点是端点的划分

/*

1、确定边界

2. 二分框架

3. check性质

4. 区间如何更新

5. 更新方式 是l = mid, r = mid - 1 , 计算mid 加上 1

*/

int l = 0, r = x;

while(l < r){

int mid = l + (long long)r + 1 >> 1;

if(mid <= x / mid) l = mid;

else r = mid - 1;

}

return l;

解法三:

代码未解之谜之神奇的0x5f3759df

0x5f375a86来自一个传奇算法(求平方根倒数),此算法最早被认为是由约翰·卡马克所发明(发明时这个值为0x5f3759df,后来由Lomont通过暴力穷举找到这个更优值),

class Solution {

public int mySqrt(int x) {

long t = x;

t = 0x5f3759df - (t >> 1);

while (!(t*t <= x && (t+1)*(t+1) > x))

t = (x/t + t)/2;

return (int)t;

}

}

解法四:

// 代码来自《Hacker's Delight》(高效程序的奥秘)一书的第11章.

int mySqrt( int x ) {

unsigned m = 0x40000000, y = 0, b = 0;

while( m != 0 ) {

b = y | m;

y = y >> 1;

if( x >= b ) {

x = x - b;

y = y | m;

}

m = m >> 2;

}

return y;

}

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