相同算法的 C++ 和 Python 版本给出不同的结果

Posted 2023-02-22

【中文标题】相同算法的 C++ 和 Python 版本给出不同的结果

【英文标题】：C++ and Python version of the same algorithm giving different result

【发布时间】：2015-04-28 04:23:50

【问题描述】：

以下代码是一种算法，用于确定具有整数中位数的最大边小于或等于 MAX 的整数三角形的数量。 Python 版本可以工作，但对于更大的 N 来说太慢了，而 C++ 版本要快很多，但没有给出正确的结果。

当 MAX 为 10 时，C++ 和 Python 都返回 3。

当 MAX 为 100 时，Python 返回 835，C++ 返回 836。

当 MAX 为 200 时，Python 返回 4088，C++ 返回 4102。

当 MAX 为 500 时，Python 返回 32251，C++ 返回 32296。

当 MAX 为 1000 时，Python 返回 149869，C++ 返回 150002。

这是 C++ 版本：

#include <cstdio>
#include <math.h>

const int MAX = 1000;

int main()

    long long int x = 0;
    for (int b = MAX; b > 4; b--)
    
        printf("%lld\n", b);
        for (int a = b; a > 4; a -= 2)
            for (int c = floor(b/2); c < floor(MAX/2); c+=1)
            
                if (a+b > 2*c)
                    int d = 2*(pow(a,2)+pow(b,2)-2*pow(c,2));
                    if (sqrt(d)/2==floor(sqrt(d)/2))
                        x+=1;
                
            
            
    
    printf("Done: ");       
    printf("%lld\n", x);

这是原始 Python 版本：

import math

def sumofSquares(n):
    f = 0
    for b in range(n,4,-1):
        print(b)
        for a in range(b,4,-2):
            for C in range(math.ceil(b/2),n//2+1):
                if a+b>2*C:
                    D = 2*(a**2+b**2-2*C**2)
                    if (math.sqrt(D)/2).is_integer():
                        f += 1
    return f

a = int(input())
print(sumofSquares(a))
print('Done')

我对 C++ 不太熟悉，所以我不知道是什么原因导致了这种情况（可能是溢出错误？）。

当然，我们非常欢迎对算法进行任何优化！

【问题讨论】：

首先，C++ 版本使用floor，而python 使用ceil。此外，C++ 版本不除以 2 if (sqrt(d)==floor(sqrt(d))) 而 python 版本是 if (math.sqrt(2*D)/2).is_integer():

python 版本给我4 输入10。

它们都有乘以 2（只是在不同的地方），但只有 Python 的在平方根之后有一个除以 2。

@BradBudlong，是的，刚刚看到了，但请注意，当 python 版本乘以 2 时，它也会除以 2

我可以复制你的 C++ 结果，但不能复制你的 python 结果。

【参考方案1】：

问题是您的c（python 中的C）变量的范围不匹配。为了使它们等同于您现有的 C++ 范围，您可以将您的 python 循环更改为：

for C in range(int(math.floor(b/2)), int(math.floor(n/2))):
    ...

要使它们等同于您现有的 python 范围，您可以将 C++ 循环更改为：

for (int c = ceil(b/2.0); c < MAX/2 + 1; c++) 
    ...

根据最初是正确的循环，这将使结果匹配。

【讨论】：

我刚刚尝试在 C++ 中更改循环，但现在结果更差了。 MAX 为 1000 时返回 150632！

正确答案应该是什么？我的所有回答都向您表明，您的算法会给出不同的结果，因为它们的构造不同。

正确答案是 149869，即 Python 输出的那个。

我偷偷怀疑你发布的算法没有给出答案，尤其是当我将 python 算法转录为 C++ 时，我得到的结果与 python 中的结果相同。作为参考，当我使用您发布的 python 算法时，我也会得到150632，即使在 C++ 中也是如此。

我真的不知道该告诉你什么。以防万一，我在原始帖子中复制并粘贴了 Python 代码，输出为 149869。另一方面，C++ 确实输出 150632。

【参考方案2】：

这里可能会出现一些麻烦：

(sqrt(d)==floor(sqrt(d)))