草庐IT

c++ - 数字的立方根,C++

coder 2024-02-10 原文

我想问一个非常简短的问题,问题如下:在 C++ 中求一个数(负数和正数)的立方根时,如何将输出限制为仅实数解? 我目前正在编写一个程序来使用 Cardano 公式求解立方体,我使用的其中一个中间变量随机输出复数和实数立方根 - 我只需要实数根。

(例如,在计算 -0.0127378 的立方根时,三个根将为 0.11677095+0.202253218i、−0.2335419、0.11677095−0.202253218i - 我希望忽略复杂的代入后面的公式)

谢谢!

编辑:解决了! :) 我创建了一个 signum 函数,并在取 SPrime 和 TPrime 的绝对值的幂之后调整了符号,所以现在它只携带真正的立方根。

/* ... */

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <complex>
#include <cstdio>
#include <cassert>

using namespace std;

int signum(std::complex<double> z)
{
    if (z.real() < 0 || z.imag() < 0) return -1;
    else if (z.real() >= 0 || z.imag() >= 0) return 1;
}

// POST: The function is intended to solve a cubic equation with       coefficients a, b, c and d., such that
//      ax^3 + bx^2 + cx + d = 0. If there exist infinitely many solutions, we output -1, i.e. if a=b=c=d=0
//      (trivial solution).

void solve(std::complex<double> a, std::complex<double> b,   std::complex<double> c, std::complex<double> d, std::complex<double>& x1, std::complex<double>& x2, std::complex<double>& x3)
{
    complex<double> i = complex<double> (0, 1.0);
    // Consider implementing Cardano's method for obtaining the solution of a degree 3 polynomial, as suggested
   // We must hence define the discriminant D of such an equation through complex doubles Q and R
    std::complex<double> Q;
    Q = (3.0*a*c - pow(b, 2)) / (9.0*pow(a, 2));
    cout << "Q=" << Q << endl;

    std::complex<double> R;
    R = (9.0*a*b*c - 27.0*d*pow(a, 2) - 2.0*pow(b, 3)) / (54.0*pow(a, 3));
    cout << "R=" << R << endl;

    std::complex<double> D;
    D = pow(Q, 3) + pow(R, 2);

    // Possible types of output for discriminant
    if (abs(D) < 0.0)
    {
        cout << "The cubic has three distinct, real roots." << endl;
    }

    else if (abs(D) == 0.0)
    {
        cout << "The cubic has three real roots, at least two of which are equal." << endl;
    }

    else if (abs(D) > 0.0)
    {
        cout << "The cubic has one real root and two complex conjugate roots." << endl;
    }

    // Defining two further complex double variables S and T, which are required to obtain the final solution for x1, x2 and x3
    std::complex<double> S;
    std::complex<double> SPrime;
    SPrime = R+sqrt(Q*Q*Q + R*R);
    cout << "SPrime=" << SPrime << endl;

    if (signum(SPrime) == -1)
    {
        S = (-1)*pow(abs(SPrime), 0.3333333333333);        
    }

    else if (signum(SPrime) == 1)
    {
        S = pow(abs(SPrime), 0.3333333333333);
    }

    cout << "S=" << S << endl;

    std::complex<double> T;
    std::complex<double> TPrime;
    TPrime = (R-sqrt(Q*Q*Q + R*R));

    if (signum(TPrime) == -1)
    {
        T = (-1)*pow(abs(TPrime), 0.3333333333333);        
    }

    else if (signum(TPrime) == 1)
    {
        T = pow(abs(TPrime), 0.3333333333333);
    }

    cout << "T=" << T << endl;
    cout << "TPrime= " << TPrime << endl;

    // Expressions for the solutions
    x1 = S + T - (b/(3.0*a));
    x2 = (-0.5)*(S + T) - (b/(3.0*a)) + (sqrt(3.0)*0.5)*(S - T)*i;
    x3 = conj(x2);

    if (abs(x1) < 0.000000000001)
    {
        x1 = 0;
    }
}

// Driver code
int main ()
{
    // Taking user input for a, b, c and d
    std::complex<double> a, b, c, d, x1, x2, x3;
    cout << "Please enter the coefficients of the polynomial in successive order." << endl;
    cin >> a >> b >> c >> d;

    solve (a, b, c, d, x1, x2, x3);
    cout << x1 << ", " << x2 << ", " << x3 << "." << endl;

    return 0;
}

最佳答案

你所说的问题可以很简单地解决(对于实数,-x 的立方根与 x 的立方根相反):

double cuberoot(double x) {
    if (x < 0) {
        return -pow(-x, 1.0/3.0);
    } else if (x > 0) {
        return pow(x, 1.0/3.0);
    } else {
        return 0;
    }
 }

如果输入不是一般的复数 z 并且您正在寻找“最真实的”(主)立方根,则可以使用复数 pow 应用相同的推理> 版本为 z-z 取决于实部的符号:

std::complex<double> cuberoot(std::complex<double> z) {
    if (z.real() < 0) {
        return -pow(-z, 1.0/3.0);
    } else {
        return pow(z, 1.0/3.0);
    }
 }

关于c++ - 数字的立方根,C++,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/40439739/

有关c++ - 数字的立方根,C++的更多相关文章

  1. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx? - 2

    我的瘦服务器配置了nginx,我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例,但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点? 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器,例如server{listen80;server

  2. ruby - 查找字符串中的内容类型(数字、日期、时间、字符串等) - 2

    我正在尝试解析一个CSV文件并使用SQL命令自动为其创建一个表。CSV中的第一行给出了列标题。但我需要推断每个列的类型。Ruby中是否有任何函数可以找到每个字段中内容的类型。例如,CSV行:"12012","Test","1233.22","12:21:22","10/10/2009"应该产生像这样的类型['integer','string','float','time','date']谢谢! 最佳答案 require'time'defto_something(str)if(num=Integer(str)rescueFloat(s

  3. 区块链之加解密算法&数字证书 - 2

    目录一.加解密算法数字签名对称加密DES(DataEncryptionStandard)3DES(TripleDES)AES(AdvancedEncryptionStandard)RSA加密法DSA(DigitalSignatureAlgorithm)ECC(EllipticCurvesCryptography)非对称加密签名与加密过程非对称加密的应用对称加密与非对称加密的结合二.数字证书图解一.加解密算法加密简单而言就是通过一种算法将明文信息转换成密文信息,信息的的接收方能够通过密钥对密文信息进行解密获得明文信息的过程。根据加解密的密钥是否相同,算法可以分为对称加密、非对称加密、对称加密和非

  4. ruby - 使用 `+=` 和 `send` 方法 - 2

    如何将send与+=一起使用?a=20;a.send"+=",10undefinedmethod`+='for20:Fixnuma=20;a+=10=>30 最佳答案 恐怕你不能。+=不是方法,而是语法糖。参见http://www.ruby-doc.org/docs/ProgrammingRuby/html/tut_expressions.html它说Incommonwithmanyotherlanguages,Rubyhasasyntacticshortcut:a=a+2maybewrittenasa+=2.你能做的最好的事情是:

  5. ruby - 如何计算 Liquid 中的变量 +1 - 2

    我对如何计算通过{%assignvar=0%}赋值的变量加一完全感到困惑。这应该是最简单的任务。到目前为止,这是我尝试过的:{%assignamount=0%}{%forvariantinproduct.variants%}{%assignamount=amount+1%}{%endfor%}Amount:{{amount}}结果总是0。也许我忽略了一些明显的东西。也许有更好的方法。我想要存档的只是获取运行的迭代次数。 最佳答案 因为{{incrementamount}}将输出您的变量值并且不会影响{%assign%}定义的变量,我

  6. ruby - 将n维数组的每个元素乘以Ruby中的数字 - 2

    在Ruby中,是否有一种简单的方法可以将n维数组中的每个元素乘以一个数字?这样:[1,2,3,4,5].multiplied_by2==[2,4,6,8,10]和[[1,2,3],[1,2,3]].multiplied_by2==[[2,4,6],[2,4,6]]?(很明显,我编写了multiplied_by函数以区别于*,它似乎连接了数组的多个副本,不幸的是这不是我需要的)。谢谢! 最佳答案 它的长格式等价物是:[1,2,3,4,5].collect{|n|n*2}其实并没有那么复杂。你总是可以使你的multiply_by方法:c

  7. arrays - Ruby 数组 += vs 推送 - 2

    我有一个数组数组,想将元素附加到子数组。+=做我想做的,但我想了解为什么push不做。我期望的行为(并与+=一起工作):b=Array.new(3,[])b[0]+=["apple"]b[1]+=["orange"]b[2]+=["frog"]b=>[["苹果"],["橙子"],["Frog"]]通过推送,我将推送的元素附加到每个子数组(为什么?):a=Array.new(3,[])a[0].push("apple")a[1].push("orange")a[2].push("frog")a=>[[“苹果”、“橙子”、“Frog”]、[“苹果”、“橙子”、“Frog”]、[“苹果”、“

  8. Ruby 的数字方法性能 - 2

    我正在使用Ruby解决一些ProjectEuler问题,特别是这里我要讨论的问题25(Fibonacci数列中包含1000位数字的第一项的索引是多少?)。起初,我使用的是Ruby2.2.3,我将问题编码为:number=3a=1b=2whileb.to_s.length但后来我发现2.4.2版本有一个名为digits的方法,这正是我需要的。我转换为代码:whileb.digits.length当我比较这两种方法时,digits慢得多。时间./025/problem025.rb0.13s用户0.02s系统80%cpu0.190总计./025/problem025.rb2.19s用户0.0

  9. ruby - 按数字(从大到大)然后按字母(字母顺序)对对象集合进行排序 - 2

    我正在构建一个小部件来显示奥运会的奖牌数。我有一个“国家”对象的集合,其中每个对象都有一个“名称”属性,以及奖牌计数的“金”、“银”、“铜”。列表应该排序:1.首先是奖牌总数2.如果奖牌相同,按类型分割(金>银>铜,即2金>1金+1银)3.如果奖牌和类型相同,则按字母顺序子排序我正在用ruby​​做这件事,但我想语言并不重要。我确实找到了一个解决方案,但如果感觉必须有更优雅的方法来实现它。这是我做的:使用加权奖牌总数创建一个虚拟属性。因此,如果他们有2个金牌和1个银牌,加权总数将为“3.020100”。1金1银1铜为“3.010101”由于我们希望将奖牌数排序为最高的,因此列表按降序排

  10. ruby-on-rails - rails 中的正则表达式匹配 [\w] 和 "-"但不匹配数字 - 2

    我想为名字验证编写一个正则表达式。正则表达式应包括所有字母(拉丁/法语/德语字符等)。但是我想从中排除数字并允许-。所以基本上它是\w(减)数(加)-。请帮忙。 最佳答案 ^[\p{L}-]+$\p{L}匹配anykindofletterfromanylanguage. 关于ruby-on-rails-rails中的正则表达式匹配[\w]和"-"但不匹配数字,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.c

随机推荐