蒙地卡罗法求 PI
蒙地卡羅為摩洛哥王國之首都,該國位于法國與義大利國境,以賭博聞名。蒙地卡羅的基本原理為以亂數配合面積公式來進行解題,這種以機率來解題的方式帶有賭博的意味,雖然在精確度上有所疑慮,但其解題的思考方向卻是個值得學習的方式。
解法蒙地卡羅的解法適用于與面積有關的題目,例如求PI值或橢圓面積,這邊介紹如何求PI值;假設有一個圓半徑為1,所以四分之一圓面積就為PI,而包括此四分之一圓的正方形面積就為1,如下圖所示:
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如果隨意的在正方形中投射飛標(點)好了,則這些飛標(點)有些會落于四分之一圓內,假設所投射的飛標(點)有n點,在圓內的飛標(點)有c點,則依比例來算,就會得到上圖中最后的公式。
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至于如何判斷所產生的點落于圓內,很簡單,令亂數產生X與Y兩個數值,如果X^2+Y^2等于1就是落在圓內。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define N 50000 int main(void) { int i, sum = 0; double x, y; srand(time(NULL)); for(i = 1; i < N; i++) { x = (double) rand() / RAND_MAX; y = (double) rand() / RAND_MAX; if((x * x + y * y) < 1) sum++; } printf("PI = %f\n", (double) 4 * sum / N); return 0; }?
總結