x的平方根
实现 int sqrt(int x) 函数。
计算并返回 x 的平方根,其中 x 是非负整数。
由于返回类型是整数,结果只保留整数的部分,小数部分将被舍去。
示例 1:
输入: 4
输出: 2
示例 2:
输入: 8
输出: 2
说明: 8 的平方根是 2.82842...,
由于返回类型是整数,小数部分将被舍去。
题目分析
- 首先直接计算平方根不太现实,所以这是一个在有序的1~x中查找出平方根的问题。
- 查找有序整数中的特定值,正常思路即二分查找,实现也简单。
-
递归缩小求解:
因此可以递归找到易解的小x,然后再回溯整合到原x。
注意为什么选择2作为系数进行递归呢?
——x缩小和放大2的倍数,可以通过位操作实现,效率极高。
递归式为:mySqrt(x)=mySqrt(x>>2)<<1
- 针对这个计算平方根的特定问题,有 牛顿迭代法:
牛顿法(英语:Newton's method)又称为牛顿-拉弗森方法(英语:Newton-Raphson method),它是一种在实数域和复数域上近似求解方程的方法。方法使用函数
的泰勒级数的前面几项来寻找方程的根。
根据精度要求,和
收敛后差距小于1即可返回结果。
迭代求解示意:
迭代示意图,图源
(https://leetcode-cn.com/problems/sqrtx/solution/niu-dun-die-dai-fa-by-loafer/)
如上图所示,想求,图示a=2
先随便取xi=4,然后找到过(xi,yi)的切线,且的导数是
即切线方程
显而易见这个切线与x轴的交点得
即得比
更接近解
。
牛顿迭代题解代码
class Solution
{
public:
int mySqrt(int x)
{
//牛顿迭代
if(x<=1)
return x;
//注意long类型
long last=x/2;
long cur =(last+x/last)/2;
while(abs(last-cur)>=1)
{
last=cur;
cur=(cur +x/ cur) / 2.0 ;
if(cur<=x/cur)
return cur;
}
return cur;
}
};