单片机快速开平方的算法

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单片机快速开平方的算法

2024-07-16 18:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

C语言中开平方的算法中要开平方的话,可以在头文件中加#include .然后调sqrt(n);函数即可.但在单片机中要开平方.可以用到下面算法:           算法1:    本算法只采用移位、加减法、判断和循环实现,因为它不需要浮点运算,也不需要乘除运算,因此可以很方便地运用到各种芯片上去。   我们先来看看10进制下是如何手工计算开方的。   先看下面两个算式,   x = 10*p + q  (1)   公式(1)左右平方之后得:   x^2 = 100*p^2 + 20pq + q^2 (2)   现在假设我们知道x^2和p,希望求出q来,求出了q也就求出了x^2的开方x了。   我们把公式(2)改写为如下格式:   q = (x^2 - 100*p^2)/(20*p+q) (3)   这个算式左右都有q,因此无法直接计算出q来,因此手工的开方算法和手工除法算法一样有一步需要猜值。   我们来一个手工计算的例子:计算1234567890的开方   首先我们把这个数两位两位一组分开,计算出最高位为3。也就是(3)中的p,最下面一行的334为余数,也就是公式(3)中的(x^2 - 100*p^2)近似值          3    ---------------    | 12 34 56 78 90       9    ---------------    |  3 34   下面我们要找到一个0-9的数q使它最接近满足公式(3)。我们先把p乘以20写在334左边:          3  q    ---------------    | 12 34 56 78 90       9    ---------------  6q|  3 34   我们看到q为5时(60+q*q)的值最接近334,而且不超过334。于是我们得到:          3  5    ---------------    | 12 34 56 78 90       9    ---------------  65|  3 34    |  3 25    ---------------          9 56   接下来就是重复上面的步骤了,这里就不再啰嗦了。    这个手工算法其实和10进制关系不大,因此我们可以很容易的把它改为二进制,改为二进制之后,公式(3)就变成了:   q = (x^2 - 4*p^2)/(4*p+q) (4)   我们来看一个例子,计算100(二进制1100100)的开方:         1  0  1  0    ---------------    | 1 10 01 00      1    --------------- 100| 0 10     | 0 00     ---------------    |   10 011001|   10 01    ---------------            0 00   这里每一步不再是把p乘以20了,而是把p乘以4,也就是把p右移两位,而由于q的值只能为0或者1,所以我们只需要判断余数(x^2 - 4*p^2)和(4*p+1)的大小关系,如果余数大于等于(4*p+q)那么该上一个1,否则该上一个0。   下面给出完成的C语言程序,其中root表示p,rem表示每步计算之后的余数,divisor表示(4*p+1),通过a>>30取a的最高 2位,通过a



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