题目的主要信息:

  • 计算一个浮点数的立方根
  • 输入正负数都有,绝对值不超过20
  • 保留一位小数

方法一:二分查找

具体做法:

如果输入的x>1x>1,那么立方根一定在1到xx之间,这是有序的,我们可以用二分法查找这之间三次方接近于xx的值,当区间范围不超过0.0001表示找到了这个值。 alt

其余的如果0<x<10<x<1,立方根在xx到1之间,如果1<x<0-1<x<0,立方根在1-1到x之间,如果x<1x<-1,立方根在xx到-1之间,也是同上的做法,只需要更新一开始的左右区间值即可。

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;

double cal(double x){ //二分查找
    double left = min(-1.0, x); //正负数都有
    double right = max(1.0, x);
    double y;
    while(abs(right - left) > 0.01){ //立方根的精度值
        y = (left + right) / 2; //二分中值
        if(y * y * y > x) //比较选取二分哪一边
            right = y;
        else
            left = y;
    }
    return y;
}

int main(){
    double val;
    while(cin >> val){
        cout << setprecision(1) << fixed << cal(val) << endl; //控制小数位输出
    }
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O((log2n)k)O((log_2n)^k),二分法的复杂度为O(log2n)O(log_2n),但是这里的kk不确定,与精度有关
  • 空间复杂度:O(1)O(1),无额外空间

方法二:牛顿迭代法

具体做法:

我们设方程f(x)=x3yf(x)=x^3-y,当f(x)=0f(x)=0时的解xx就是yy的立方根。根据牛顿迭代法,我们有x=x(x3y)/(3x2)x=x-(x^3-y)/(3*x^2),我们只需要控制x3x^3yy的精度在一定范围之内迭代即可。

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;

double cal(double x){ //牛顿迭代法
    double y = 1;
    while(((y * y * y - x) >= 1e-2) || (x - y * y * y) >= 1e-2) //精度控制
        y = (y - y / 3 + x / (3 * y * y));
    return y;
}

int main(){
    double val;
    while(cin >> val){
        cout << setprecision(1) << fixed << cal(val) << endl; //控制小数位输出
    }
    return 0;
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O((log2n)k)O((log_2n)^k),牛顿迭代法时间复杂度与O(log2n)O(log_2n)有关,但是这里的kk不确定,与精度有关
  • 空间复杂度:O(1)O(1),无额外空间