計算π的方法
一、蒙特卡羅法
這種方法是一種利用計算機隨機數的功能基于“隨機數”的算法,通過計算落在單位圓內的點與落在正方形內的點的比值求π。
由于圖形的對稱性,我們靠考慮該圖的四分之一部分。
假定一點能夠均勻地扔到一個正方形中,計算落入其中的點個數。通過計數其中落入內切圓的點的個數;
如果一共投入N個點,其中有M個落入圓中,則只要點均勻,假定圓周的半徑為R,則:
該方法得到的要得到π的精度與投入點的個數有關,一般個數較大時精度比較高。
java代碼:隨機計算π的程序
public class RandomPI { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(rand_pi(100000)); //改變參數值 } public static double rand_pi(int n) { int numInCircle = 0; double x, y; double pi; for(int i=0;i < n; i++){ x = Math.random(); y = Math.random(); if(x * x + y * y < 1) numInCircle++; } pi=(4.0 * numInCircle) / n; return pi; }
可以看出來,該方法投入點的個數越大,越接近真實值。
二、數學公式(級數)
由數學公式:
java代碼:隨機計算π的程序
public class MathPi { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(math_Pi(1000));//改變參數值 } public static double math_Pi(int n) { int numInCircle = 0; double sum = 0; double pi; for(int i=1;i <= n; i++){ sum += 1.0/(i*i); } pi = Math.sqrt(sum * 6); return pi; } }
當n取1000時就很接近真實值了n=1000時,pi=3.1406380562059946。
三、劃分網格計算π
將圖片分為n*n個小方形,統計落在圓內的個數占所有方形的比列。
java代碼:隨機計算π的程序
public class gridPI { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(grid_Pi(10));//改變參數值 } public static double grid_Pi(int n) { int i; double sum=0; for(i = 0;i < n; i++) sum += (int)Math.sqrt(n*(double)n-i*(double)i); return (4.0 * sum)/n/n; } }
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