我目前正在开发一个Java数学库,它将包含各种正确舍入的函数(即sqrt、cbrt、exp、sin、gamma和ln)。我已经用巴比伦的方法写了一个平方根算法,它的准确度在正确答案的1ULP以内。但是,我不知道如何正确地计算数字应该以哪种方式四舍五入,以表示输入的实际平方根的最佳近似值。包含可以扩展到其他函数的原则的答案将是首选的,但我听说sqrt比许多超越函数更简单,而且专门的解决方案也会非常受欢迎。
此外,这里是我的代码的一个清理版本,因为这个问题的原始提交:
public static double sqrt(double x) {
long bits = Double.doubleToLongBits(x);
// NaN and non-zero negatives:
if (Double.isNaN(x) || x < 0) return Double.NaN;
// +-0 and 1:
if (x == 0d || x == 1d) return x;
// Halving the exponent to come up with a good initial guess:
long exp = bits << 1;
exp = (exp - 0x7fe0000000000000L >> 1) + 0x7fe0000000000000L >>> 1 & 0x7ff0000000000000L;
double guess = Double.longBitsToDouble(bits & 0x800fffffffffffffL | exp);
double nextUp, nextDown, guessSq, nextUpSq, nextDownSq;
// Main loop:
while (true) {
guessSq = guess * guess;
if (guessSq == x) return guess;
nextUp = Math.nextUp(guess);
nextUpSq = nextUp * nextUp;
if (nextUpSq == x) return nextUp;
if (guessSq < x && x < nextUpSq) {
double z = x / nextUp;
if (z * nextUp > x) z = Math.nextDown(z);
return z < nextUp ? nextUp : guess;
}
nextDown = Math.nextDown(guess);
nextDownSq = nextDown * nextDown;
if (nextDownSq == x) return nextDown;
if (nextDownSq < x && x < guessSq) {
double z = x / guess;
if (z * guess > x) z = Math.nextDown(z);
return z < guess ? guess : nextDown;
}
// Babylonian method:
guess = 0.5 * (guess + x / guess);
}
}
如你所见,我使用除法作为测试。然而,我认为这需要除法四舍五入到0,这在Java中显然不会发生。
发布于 2018-09-10 15:50:42
根据泰勒定理,平方根函数被斜率为1/2√x的线性函数局部逼近,它是正的。所以你可以将误差与平方的误差联系起来,x- (√x )²,这里√x被理解为近似的根。然后,向最小化此误差的方向进行舍入。
无论如何,x- (√x)²的计算会受到灾难性的抵消,您可能需要扩展精度才能可靠地计算它。不确定付出的努力是否值得。
https://stackoverflow.com/questions/52251937
复制相似问题