java - 计算平方根到 50 位

Question

我正在做一个科学展览项目，测试五种不同的平方根算法来计算两个的平方根。（在这里看到我的问题）。

我有两个选择。

• 将每个程序运行一段时间，然后比较最终结果与 2 的平方根的接近程度。
• 运行每个程序，直到 2 的平方根精确到小数点后 50 位，然后使用System.nanoTime()

第二个的缺点是每次迭代检查它是否准确到小数点后五十位的过程需要一些时间，因此结果不会准确。如果有其他方法可以做到这一点，请告诉我

第一个的缺点是我不知道如何在一定时间内运行程序。

我应该采取哪种行动？

Answer 1

如果你做了一定的时间，然后中断这个过程，你有一个有趣的问题要回答：

• 您是否收集了足够的数据来回答问题？

我会让你思考这个问题，同时我建议你如何打断仍在计算的答案。

首先，您应该提前知道平方根的前 50 位数字，因为您将需要它来“知道”答案是否正确。正确性应该与需要多长时间无关，因此您可能只需验证一次计算，然后对正确答案进行硬编码。

其次，您需要将平方根计算算法打包到可以运行的东西中。我建议使用 Java 接口Runnable，它强制使用带有签名的方法

public void run() {
  // your code goes here
}

然后，您将拥有可以与 Java 很好地融合的东西，Thread并且您可以中断 Java 线程。一旦中断了一个线程的结果，你就不能信任来自线程内部的任何计算（在正常情况下）。

最简单的方法（因为你的项目不是利用最新的 Java 技术，而是试图反驳你的反假设）是做类似的事情

Thread solution1 = new Thread(new Runnable1());
solution1.start();

稍后，如果您发现某些事情花费的时间太长

Thread.sleep(10000);  // sleeps the current thread 10 seconds
solution1.interrupt();

请注意，这是停止线程的一种非常不雅的方式，并且您不能信任Runnable1之后正在处理的任何事情。

还可以使用其他更复杂的技术，例如：

public class Runnable1 implements Runnable {

  private boolean running;

  public Runnable1() {
    running = false;
  }

  public void run() {
    running = true;
    while (running) {
      // do one step of your computation
    }
  }

  public void shutdown() {
    running = false;
  }
}

上面的例子有很多特性确实可以提高 Java 代码的质量；但是，请注意，代码的质量与证明您的观点无关。有可能将代码打磨得非常好，而忘记实际解决问题。

然后将调用上面的代码

Runnable1 runnable1 = new Runnable1();
Thread thread1 = new Thread(runnable1);
thread1.start

// some means of waiting
Thread.sleep(10000); // sleeps 10 seconds
runnable1.shutdown();

这种技术会在已知状态下（在下一次循环迭代之前）关闭您的可运行文件，因此也许您可以从该技术中捕获一些中间数据，前提是其余部分Runnable具有报告中间解决方案的方法。

Answer 2

每种方法的测试所花费的时间是相同的。因此，如果您对比较感兴趣，这不是缺点。另外，我怀疑测试所花费的时间并不重要。

另外：无论如何，您都需要这样的测试。通常人们对直到给定错误的结果感兴趣。由于所需时间取决于许多其他因素（CPU、JVM 等），因此在已知时间内无法获得未知的准确性。由此投票支持第二种方法。

Answer 3

我不知道如何在一定时间内运行程序。

一种选择是在一个线程中运行需要运行 x 次的代码。
时间到时终止线程，然后让线程代码显示其结果。
像这样的东西。

import java.io.*;
public class SqrtThread extends Thread{
  private vars.....
  public SqrtThread (double input) { 
    super('sqrtThread');
    this.input = input;
    ....
    this.start();
  }

  public void run() {
    while !(Thread.interrupted) {   
      //Do numberChruching
    }
    //output result
  }           
}

然后使用伪代码启动线程，例如：

SqrtThread sqrtThread = new SqrtThread(2); //Will start automatically
start high resolution timer
while (time has not elapsed) {
  sleep for very short period;
}
sqrtThread.interrupt(); //stop the thread.

你实际上如何做很短的睡眠是任务的一部分，所以我会把它留给你找出来。