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:

求算数平方根的4种方法_第1张图片

求算数平方根的4种方法_第2张图片

// 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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