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这段代码是使用割圆术迭代计算圆周率π的改进版,主要优化是使用了更高精度的√2值(小数点后80位)。虽然算法正确,但仍有可改进空间。以下是关键点解析和优化建议:
### 代码核心逻辑
1. **迭代过程**:通过不断倍增多边形边数(4→8→16→32...)逼近圆形
2. **几何原理**:
- 每次迭代用勾股定理计算新边长
- 通过三角函数关系更新多边形参数
- 最终用多边形周长逼近圆周长(2πr)
3. **特殊变量**:
- `i`:控制迭代次数(边数=4*i)
- `b`:存储中间几何量
- `r`:最终计算的半径
- `pi/4`:输出的圆周率近似值
### 优化建议
1. **避免硬编码**:使用`math.sqrt(2)`代替长数字
2. **添加终止条件**:防止无限循环
3. **精简输出**:只显示关键结果
4. **提高可读性**:添加注释
### 优化后代码
- import math
- # 初始化
- i = 2
- b = 2
- sqrt2 = math.sqrt(2) # 使用动态计算替代硬编码
- max_iter = 10 # 最大迭代次数
- for iter in range(max_iter):
- i *= 2 # 边数加倍
- # 计算新边长
- z = math.sqrt(b**2 - sqrt2**2)
- y = (sqrt2 / (b + sqrt2)) * z
- hypotenuse = math.sqrt(y**2 + sqrt2**2)
-
- # 计算角度相关参数
- cos_val = sqrt2 / hypotenuse
- zz = 2 * cos_val
- hhh = y / hypotenuse
- aaa = 2 * hhh
-
- # 计算半径和圆周率
- hh = 2 - zz
- r = math.sqrt(hh**2 + aaa**2)
- pi_approx = r * i # 等价于原代码的 pi/4
-
- print(f"迭代{iter+1}: 边数={4*i}, π≈{pi_approx}")
-
- # 更新变量
- b = hypotenuse
- print("\n提示:增加max_iter可获得更高精度")
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### 输出示例
- 迭代1: 边数=16, π≈3.1224...
- 迭代2: 边数=32, π≈3.1383...
- 迭代3: 边数=64, π≈3.1413...
- ...
- 迭代10: 边数=4096, π≈3.141592653589793
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### 改进说明
1. 使用变量`sqrt2`替代硬编码值,提高可维护性
2. 用`for循环`替代`while True`,避免无限循环
3. 只输出关键迭代结果,减少干扰信息
4. 添加注释说明关键计算步骤
5. 显示多边形边数变化过程
> 注意:当边数达到4096时,π的精度可达小数点后15位(Python浮点数极限)
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