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Go语言练习 - 循环与函数

A Tour of Go是官方做的一个很棒Golang学习文档。个人觉得很适合用来学习go语言的基本用法。但是其课程内容较少,跳跃性很大,感觉像前面还在学1+1,后面练习就让你独立解方程了。因此摘选了Tour上的习题做解答并作为个人练习。

Go Tour的所有练习代码都可以在我的Github Repo Go-tour-solutions中找到。

练习:循环与函数

此练习位于流程与控制栏(control flow),原题如下:

为了练习函数与循环,我们来实现一个平方根函数:用牛顿法实现平方根函数。 计算机通常使用循环来计算 x 的平方根。从某个猜测的值 z 开始,我们可以根据 z² 与 x 的近似度来调整 z,产生一个更好的猜测:

z -= (z*z - x) / (2*z) 

重复调整的过程,猜测的结果会越来越精确,得到的答案也会尽可能接近实际的平方根。 在提供的 func Sqrt 中实现它。无论输入是什么,对 z 的一个恰当的猜测为 1。 要开始,请重复计算 10 次并随之打印每次的 z 值。观察对于不同的值 x(1、2、3 …), 你得到的答案是如何逼近结果的,猜测提升的速度有多快。 提示:用类型转换或浮点数语法来声明并初始化一个浮点数值:

z := 1.0
z := float64(1)

然后,修改循环条件,使得当值停止改变(或改变非常小)的时候退出循环。观察迭代次数大于还是小于 10。 尝试改变 z 的初始猜测,如 x 或 x/2。你的函数结果与标准库中的 math.Sqrt 接近吗?

(注:如果你对该算法的细节感兴趣,上面的 z² − x 是 z² 到它所要到达的值(即 x)的距离,除以的 2z 为 z² 的导数,我们通过 z² 的变化速度来改变 z 的调整量。这种通用方法叫做牛顿法。它对很多函数,特别是平方根而言非常有效。)

此题主要练习

我们现在做重复计算 10 次并随之打印每次的 z 值

package main

import (
	"fmt"
)

func Sqrt(x float64) float64 {
	z := 1.0 // 赋值浮点数
	for i := 1; i < 11; i++ {
		z -= (z*z - x) / (2 * z)
		fmt.Println(i, "\t", z) // 打印次数和当前的z值
	}
	return z // 返回最终值
}

func main() {
	fmt.Println("Result: ", Sqrt(2))
}

运行程序可以得到以下结果

1 	 1.5
2 	 1.4166666666666667
3 	 1.4142156862745099
4 	 1.4142135623746899
5 	 1.4142135623730951
6 	 1.414213562373095
7 	 1.4142135623730951
8 	 1.414213562373095
9 	 1.4142135623730951
10 	 1.414213562373095
Result:  1.414213562373095

我们可以看到第5次迭代后已经得到了稳定结果。下面我们修改循环条件,使得当值停止改变(或改变非常小)的时候退出循环

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

const delta = 1e-9 // 创建一个极小的常数

func Sqrt(x float64) float64 {
	z := x
	t := 0.0 // 临时变量,用来记录前一次z的值

	// 用math库中的绝对值函数计算两次的差值,当值差距较大时进入计算循环。
	for math.Abs(t-z) > delta {
		t, z = z, z-(z*z-x)/(2*z)
		fmt.Println(z)
	}
	return z
}

func main() {
	fmt.Println("Our Result:\t", Sqrt(2))
	fmt.Println("Accurate Result:", math.Sqrt(2))
}

运行这段程序,我们可以得到以下输出结果

1.5
1.4166666666666667
1.4142156862745099
1.4142135623746899
1.4142135623730951
Our Result:	 1.4142135623730951
Accurate Result: 1.4142135623730951

可以看到我们的结果与math库中的sqrt函数结果一致(在float64的数值精确度下)。 这个应该是Go Tour中最简单的练习了,但对于毫无编程基础的同学还是有一些挑战的。

Anyway, 有任何问题都可以点右上角的图标联系我

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