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2020-07-21 迭代法(From GitChat)

2020-07-21 迭代法(From GitChat)

作者: 我的的昵称已被使用换一个吧 | 来源:发表于2020-07-21 11:35 被阅读0次

    迭代法的实现,一般需要确定以下三个要点。

    确定迭代变量:

    迭代变量一般就是要求解的问题的解,利用迭代递推公式可以不断地由旧值递推出新值。根据问题的不同,迭代变量可以是一个,也可以是多个确定迭代变量,通常还要根据迭代递推关系给出迭代变量的初始值,这一点也很重要。

    确定迭代递推关系:

    迭代递推关系是根据旧值计算新值的关系或公式,这是迭代法实现的关键,如果不能确定迭代关系,则无法用迭代法实现算法。

    确定迭代终止条件:

    迭代终止条件是控制迭代过程退出的关键条件。迭代不可能无休止地进行,必须设置迭代终止条件,在适当的时候退出迭代。
    迭代终止条件一般有三种假设:
    -其一是迭代变量已经求得问题的精确值;
    -其二是迭代变量无法得到精确值,但是某个迭代的值的精度已经满足要求;
    -其三是指定明确的迭代计算次数。迭代算法的具体实现,可根据问题的类型选择迭代终止条件。
    一般情况下,为了防止迭代关系在某个区间上发散(不收敛)使得算法进入死循环,都会把第三个条件作为异常退出条件和其他迭代终止条件配合使用,也就是说,即使无法得到符合条件的解,只要迭代计算次数达到某个限制值,也退出迭代过程。

    迭代法的例子

    计算一个数的平方根,数学上一般用迭代法,常用的迭代递推公式是:


    图片.png

    迭代法的三个要素都有体现。迭代递推关系就是上面的递推公式,迭代变量就是要计算的平方根 x{i}。 当某次迭代计算后得到的x{i}符合精度要求,则迭代计算终止,除此之外,为了防止在给出的初始值附近无法收敛,还要给出一个控制迭代计算次数的控制条件。

    std::pair<bool, double> cl_root(double a, double eps)
    {
        double xi = a / 2.0; //初始值用 a 的一半,很多人的选择
        double xt;
        int count = 0;
        do
        {
            xt = xi;
            xi = (xt + (a / xt)) / 2.0;
            count++; //用于检查是否收敛的计数器
            if (count >= LOOP_LIMIT)
            {
                return {false, 0.0}; //不收敛,返回失败 
            }
        } while (std::fabs(xi - xt) > eps);
    
        return { true, xi };
    }
    

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