OCaml 中是否有整数求幂函数?** 仅适用于花车。虽然它似乎大部分是准确的,但是否存在精度错误的可能性,例如 2. ** 3. = 8. 有时返回 false ?是否有用于整数幂运算的库函数?我可以自己编写,但会涉及到效率问题,如果还没有这样的功能,我会感到惊讶。
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不在标准库中。但是您可以轻松地自己编写一个(使用平方求幂以加快速度),或者重用提供此功能的扩展库。在电池中,它是Int.pow。
下面是一个建议的实现:
let rec pow a = function
| 0 -> 1
| 1 -> a
| n ->
let b = pow a (n / 2) in
b * b * (if n mod 2 = 0 then 1 else a)
如果由于您正在处理非常大的数字而存在溢出风险,则您可能应该使用诸如Zarith 之类的大整数库,它提供了各种求幂函数。
(您可能需要“模幂”计算(a^n) mod p
;这可以通过在中间计算中应用 mod 来避免溢出,例如在上面的函数中pow
。)
关于您问题的浮点部分:OCaml 调用底层系统的pow()
函数。浮点求幂是一个难以实现的函数,但它只需要忠实(即精确到最后一个 Unit 中的一个Unit in the Last Place)即可2. ** 3. = 8.
计算为true
,因为8.0
它是唯一float
在数学上正确的结果 8 的一个 ULP 内。
所有的数学库都应该(*)是忠实的,所以你不必担心这个特定的例子。但并非所有这些实际上都是,所以你担心是对的。
一个更好的担心理由是,如果您使用 63 位整数或更宽的整数,则参数或求幂结果不能完全表示为 OCaml 浮点数(实际上 IEEE 754 双精度数不能表示9_007_199_254_740_993
或 2 53 + 1)。在这种情况下,浮点取幂不能很好地替代整数取幂,这不是因为特定实现的弱点,而是因为它的设计目的不是精确地表示那么大的整数。
(*) 关于这个主题的另一个有趣的参考资料是 William Kahan 的“<a href="http://www.cs.berkeley.edu/~wkahan/LOG10HAF.TXT">A Logarithm Too Clever by Half”。
这是另一种使用平方求幂的实现(就像@gasche提供的那个),但是这个是尾递归的
let is_even n =
n mod 2 = 0
(* https://en.wikipedia.org/wiki/Exponentiation_by_squaring *)
let pow base exponent =
if exponent < 0 then invalid_arg "exponent can not be negative" else
let rec aux accumulator base = function
| 0 -> accumulator
| 1 -> base * accumulator
| e when is_even e -> aux accumulator (base * base) (e / 2)
| e -> aux (base * accumulator) (base * base) ((e - 1) / 2) in
aux 1 base exponent