引言
【算法趣题】是来自图灵程序设计丛书绝云译的《程序员的算法趣题》,书中是用Ruby实现的。这里是用python来实现。
问题描述
平方根,又叫二次方根,表示为〔±√ ̄〕,其中属于非负数的平方根称之为算术平方根(arithmetic square root)。一个正数有两个实平方根,它们互为相反数;0只有一个平方根,就是0本身;负数有两个共轭的纯虚平方根。例如2的平方根就是±1.414213562373095048...这个无限小数。
求在计算平方根的时候,最早让0~9的数字全部出现的最小整数。注意这里只求平方根为整数的情况,并且请分别求包含整数部分的情况和只看小数部分的情况。
例) 2的平方根:1.414213562373095048... (0-9全部出现需要19位)
思路
最早让0~9的数字全部出现的话,当然就是前10个数字就包含了0-9这些数字了。如此我们举例来说明2是不是我们要的数。
首先,我们引入math包,使用math.sqrt()方法求平方根。
python默认的是17位小数的精度,这里我们只要求10位,不用担心超精度的问题。
查看如上情况,4的平方根是整数2,只有2位数字,我们也需要把它扩充为10个数字,整数位最多也设计为10个数,因此可以有
针对包含整数部分,那我们就去掉小数点,并截取前10位:
针对只看小数部分,我们只需取小数点后面的字符即可。
而对于我们所获得的10位数,是否包含了0-9的全部数字,我们只需要知道这10位数中是否有重复字符出现,即判断set的长度是否等于10:
所以我们可以知道2不是我们所求的数,因此要继续往下循环判断。我们已经按照思路完整走了一遍,只要再整理下代码即可。
python实现
# 包含整数部分的情况
i = 1
while(True):
a = '.10f' % (math.sqrt(i))
s10 = str(a).replace('.','')[0:10]
if len(set(s10))==10:
print('满足条件的最小整数是:'+str(i))
print('其平方根是:'+str(a)[0:11])
break
i = i + 1
# 只看小数部分的情况
i = 1
while(True):
a = '.10f' % (math.sqrt(i))
s10 = str(a).split('.')[1]
if len(set(s10))==10:
print('满足条件的最小整数是:'+str(i))
print('其平方根是:'+str(a))
break
i = i + 1
补充知识点
这里我顺便补充一点,当我们的计算需要使用更高的精度(超过17位小数)的时候该怎么做呢?
高精度使用decimal模块,配合getcontext,那为什么不能使用格式化?
'%.30f' % (math.sqrt(4))不也可以吗?
这里我要强调一点,使用格式化可以显示,但是不准确,后面的数字往往没有意义。如
我们再来看看如何使用decimal模块吧
默认的context的精度是28位,如果要设置精度,就要指定 getcontext().prec = 精度
关于单精度浮点数和双精度浮点数,书上P46也有介绍,我这里就不详细描述了。