Java BigInteger sqrt方法的实现
2013-08-15 17:59
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本来是为我上学期写好的MathTool工具类转化,也就是原来这个工具类的方法参数类型是long。为了实现任意大数的运算,long用BigInteger替换带哦。好了废话少数,先说数学原理,也就是手算平方根计算机代码实现!那么什么叫手算平方根了???
手开方
据说前苏联的普通工人都会的(毛熊国果然是一个神奇的国度!听到这里我背脊发冷,再次膜拜俄罗斯基础数!!和那令人望而生畏的吉米多维奇了!!! )
它的计算步骤如下:
1.将被开方数的整数部分从个位起向左每隔两位划为一段,用撇号分开(竖式中的11'56),分成几段,表示所求平方根是几位数;
2.根据左边第一段里的数,求得平方根的最高位上的数(竖式中的3);
3.从第一段的数减去最高位上数的平方,在它们的差的右边写上第二段数组成第一个余数(竖式中的256)
4.把求得的最高位数乘以20去试除第一个余数,所得的最大整数作为试商(3×20除 256,所得的最大整数是 4,即试商是4);
5.用商的最高位数的20倍加上这个试商再乘以试商.如果所得的积小于或等于余数,试商就是平方根的第二位数;如果所得的积大于余数,就把试商减小再试(竖式中(20×3+4)×4=256,说明试商4就是平方根的第二位数);
6.用同样的方法,继续求平方根的其他各位上的数.
一个实例
(1)如求54756的算术平方根时先由个位向左两位两位地定位:定位为5,47,56,接着象一般除法那样列出除式.
(2)先从最高位用最大平方数试商:最大平方数不超过5的是2,得商后,除式5-4后得1。把商2写上除式
(3)加上下一位的数:得147。
(4)用20去乘商后去试商147:2×20=40 这40可试商为3,那就把试商的3加上40去除147。得147÷43=3,把3写上除式上。这时147-129=18。
(5)加上下一位的数:得1856。
(6)用20去乘商后去试商1856:23×20=460 这460可试商为4,那就把试商的4加到460去除1856。得4,把4写上除式上。这时1856-1856=0,无余数啦。
(7)这时除式上的商是234,即是54756的平方根。手工是这样做的,写得罗嗦了,但望能看懂。
测试结果
1111111106
1.1111111061111112E9
手开方
据说前苏联的普通工人都会的(毛熊国果然是一个神奇的国度!听到这里我背脊发冷,再次膜拜俄罗斯基础数!!和那令人望而生畏的吉米多维奇了!!! )
它的计算步骤如下:
1.将被开方数的整数部分从个位起向左每隔两位划为一段,用撇号分开(竖式中的11'56),分成几段,表示所求平方根是几位数;
2.根据左边第一段里的数,求得平方根的最高位上的数(竖式中的3);
3.从第一段的数减去最高位上数的平方,在它们的差的右边写上第二段数组成第一个余数(竖式中的256)
4.把求得的最高位数乘以20去试除第一个余数,所得的最大整数作为试商(3×20除 256,所得的最大整数是 4,即试商是4);
5.用商的最高位数的20倍加上这个试商再乘以试商.如果所得的积小于或等于余数,试商就是平方根的第二位数;如果所得的积大于余数,就把试商减小再试(竖式中(20×3+4)×4=256,说明试商4就是平方根的第二位数);
6.用同样的方法,继续求平方根的其他各位上的数.
一个实例
(1)如求54756的算术平方根时先由个位向左两位两位地定位:定位为5,47,56,接着象一般除法那样列出除式.
(2)先从最高位用最大平方数试商:最大平方数不超过5的是2,得商后,除式5-4后得1。把商2写上除式
(3)加上下一位的数:得147。
(4)用20去乘商后去试商147:2×20=40 这40可试商为3,那就把试商的3加上40去除147。得147÷43=3,把3写上除式上。这时147-129=18。
(5)加上下一位的数:得1856。
(6)用20去乘商后去试商1856:23×20=460 这460可试商为4,那就把试商的4加到460去除1856。得4,把4写上除式上。这时1856-1856=0,无余数啦。
(7)这时除式上的商是234,即是54756的平方根。手工是这样做的,写得罗嗦了,但望能看懂。
package com.swu.math; import java.math.BigInteger; public class Test { public static String sqrt(String num) { BigInteger b=new BigInteger(num); //不用多解释了吧 if(b.compareTo(BigInteger.ZERO)<0) return "不是非负数"; String sqrt="0"; //开方结果 String pre="0"; //开方过程中需要计算的被减数 BigInteger trynum; //试商,开放过程中需要计算的减数 BigInteger flag; //试商,得到满足要求减数的之后一个数 BigInteger _20=new BigInteger("20"); //就是20 BigInteger dividend; ///开方过程中需要计算的被减数 BigInteger A; //(10*A+B)^2=M BigInteger B; BigInteger BB; int len=num.length(); //数字的长度 if(len%2==1) //长度是奇数的画,首位补上1个0凑成偶数位 { num="0"+num; len++; } for(int i=0;i<len/2;++i) //得到的平方根一定是len/2位 { dividend=new BigInteger(pre+num.substring(2*i,2*i+2)); A=new BigInteger(sqrt); for(int j=0;j<=9;++j) { B=new BigInteger(j+""); BB=new BigInteger((j+1)+""); trynum=_20.multiply(A).multiply(B).add(B.pow(2)); flag=_20.multiply(A).multiply(BB).add(BB.pow(2));; //满足要求的j使得试商与计算中的被减数之差为最小正数 if(trynum.subtract(dividend).compareTo(BigInteger.ZERO)<=0 &&flag.subtract(dividend).compareTo(BigInteger.ZERO)>0) { sqrt+=j; //结果加上得到的j pre=dividend.subtract(trynum).toString(); //更新开方过程中需要计算的被减数 break; } } } return sqrt.substring(1); } public static void main(String[] args) { System.out.println(MathTool.sqrt("1234567890123456789")); System.out.println(Math.sqrt(1234567890123456789l)); } }
测试结果
1111111106
1.1111111061111112E9
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