python - 尝试将 python 片段导入 C/C++(PI spigot 算法)

Question

前段时间(我不记得在哪里)我找到了这个 python 片段，它实现了一个用于计算 Pi 数字的 spigot 算法:

def pi_digits():
    """generator for digits of pi"""
    q,r,t,k,n,l = 1,0,1,1,3,3
    while True:
        if 4*q+r-t < n*t:
            yield n
            q,r,t,k,n,l = (10*q,10*(r-n*t),t,k,(10*(3*q+r))/t-10*n,l)
        else:
            q,r,t,k,n,l = (q*k,(2*q+r)*l,t*l,k+1,(q*(7*k+2)+r*l)/(t*l),l+2)

digits = pi_digits()
for i in range(30): print digits.next()

现在我想用 C++ 实现它。我的尝试是:

#include <cmath>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

typedef long long ll;

void help() {
  std::cout << "Usage: pi2 <digits>" << std::endl;
  exit(1);
}

void pi(const long long digits) {
  ll q, r, t, k, n, l;
  q=1;
  r=0;
  t=1;
  k=1;
  n=3;
  l=3;
  for(ll i=0; i<digits; ++i) {
    if(4*q+r-t < n*t) {
      std::cout << n;
      q=10*q;
      r=10*(r-n*t);
      n = ( 10 * ( 3 * q + r) / t ) - 10 * n; //Thanks to maverik
    } else {
      q=q*k;
      r=(2*q+r)*l;
      t=t*l;
      k=k+1;
      n=(q*(7*k+2)+r*l)/(t*l);
      l=l+2;
    }
  }
}

int main(int argc, char** argv) {
  if(argc<2) help();
  ll digits = 0;
  if(digits=atoll(argv[1])<1) help();
  pi(digits);
  return 0;
}

但它从不调用 std::cout::operator<<，而 python 版本有效。 你能帮帮我吗？

谢谢。

Answer 1

原因是您的代码没有以两种语言执行等效的计算。

(据我所知)有两个原因:

1. 在这段 python 代码中，所有的计算都是同时完成的:

   q,r,t,k,n,l = (q*k,(2*q+r)*l,t*l,k+1,(q*(7*k+2)+r*l)/(t*l),l+2)
   

   在 C 代码中，一次计算一次，因此每次都使用前一次计算的结果，而不是使用旧值(就像 python 代码那样)。

2. 您在 Python 中使用 int，在 C 中使用 long long。 C 代码中的除法将生成 long long，而 python 中的除法(假设是 python 2)将生成向下舍入的 int。

   这也可能造成计算错误，导致您的条件永远不成立。

附言 从头开始用 C 语言实现它可能比移植 Python 算法更好。