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使用C++计算圆周率

2023-07-04 23:28:40 深夜i -- --

C++ 圆周率计算

圆周率是数学中一个非常重要的常数，其计算一直是计算机科学家们所追求的课题。C++是一种高级编程语言，拥有强大的计算能力和处理能力，非常适合运用于计算圆周率的任务。

计算圆周率的方法有很多种，其中比较常用的是蒙特卡罗方法。这种方法是通过在一个正方形区域内，随机选择大量点的坐标，用其中落在一个半径为1的圆内的点的数量，与总选择的点的数量的比值，来估算圆周率的值。即π = 4 * (圆内点数 / 总点数)。

下面是使用C++编写计算圆周率的代码示例：


#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <random>
using namespace std;
int main()
{
  int totalPoints = 1000000; // 总的随机点数
  int insidePoints = 0;    // 落在圆内的点数
  double pi = 0.0;      // 估算圆周率的值
  
  // 使用随机数生成器生成x、y坐标，并判断是否在圆内
  random_device rd;      // 随机数生成器
  mt19937 gen(rd());     // 随机数引擎
  uniform_real_distribution<> dist(0, 1); // 均匀分布
  
  for (int i = 0; i < totalPoints; i++) {
    double x = dist(gen);
    double y = dist(gen);
    if (x*x + y*y <= 1) {
      insidePoints++;
    }
  }
  
  // 计算圆周率的值
  pi = 4.0 * insidePoints / totalPoints;
  
  // 输出结果
  cout << "Total points: " << totalPoints << endl;
  cout << "Inside points: " << insidePoints << endl;
  cout << "Estimated pi: " << setprecision(10) << pi << endl;
  
  return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了C++中的头文件` `，来定义了一个随机数生成器和一个均匀分布。然后，在for循环中，先使用随机数生成器生成了一个x、y坐标，再判断是否在圆内。

最后，我们将估问的结果圆周率输出，可以发现，随着随机点数的增加，所估算的圆周率值越来越趋近于π。这样，使用C++计算圆周率变得非常简单，也因此大力推广了C++在科学计算中的应用。

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