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用整数算法计算第N个根

algorithm

仅使用整数算术即可找到整数平方根的方法有两种。例如这个。它为有趣的阅读和非常有趣的理论提供了帮助,特别是对于我们这一代不再有用的技术。

最主要的是它不能使用浮点算法,因此排除了牛顿法及其派生方法。我知道的唯一找到根的方法是二项式展开,但这也需要浮点运算。

有什么技术/算法可以仅使用整数算术来计算整数第n个根?

编辑:感谢到目前为止的所有答案。它们似乎都是更加明智的尝试和改进。有没有更好的办法?

Edit2:好的,因此,似乎没有试行/改进和牛顿方法或二进制搜索的方法都没有明智的方法。谁能提供 理论上
两者的比较?我在两者之间运行了许多基准,发现它们非常相似。


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2020-07-28

共1个答案

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您可以使用仅使用整数算术的牛顿方法,该步骤与浮点算术相同,不同之处在于,您必须用相应的整数运算符替换浮点运算符,而相应的整数运算符的语言具有不同的运算符。

比方说,你要查找的整数k个根a > 0,这应该是最大的整数r这样r^k <= a。您可以从任何正整数开始(当然,一个好的起点会有所帮助)。

int_type step(int_type k, int_type a, int_type x) {
    return ((k-1)*x + a/x^(k-1))/k;
}

int_type root(int_type k, int_type a) {
    int_type x = 1, y = step(k,a,x);
    do {
        x = y;
        y = step(k,a,x);
    }while(y < x);
    return x;
}

除了第一步之外,您还有x == r <==> step(k,a,x) >= x

2020-07-28