java串行、并行、并发计算π

时间: 2023-08-11 18:06:59 浏览: 97
首先,计算π的方法主要有两种:蒙特卡罗方法和数学公式法。这里以数学公式法为例,介绍Java的串行、并行、并发计算π的实现方法。 1. 串行计算π 首先,我们可以使用莱布尼茨级数公式来计算π。该公式的计算公式为:π/4 = 1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9 - 1/11 + ... + (-1)^(n+1)/(2n-1)。我们可以通过循环来计算这个公式,直到达到预设的精度。下面是一个Java串行计算π的示例代码: ``` public class SerialPi { public static void main(String[] args) { long start = System.currentTimeMillis(); int n = 100000000; // 循环次数 double sum = 0.0; for (int i = 1; i <= n; i++) { double item = (i % 2 == 1 ? 1 : -1) * 1.0 / (2 * i - 1); sum += item; } double pi = 4 * sum; long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Pi: " + pi); System.out.println("Time: " + (end - start) + "ms"); } } ``` 2. 并行计算π 对于计算π这种密集型的计算任务,我们可以使用并行计算来提高计算效率。Java中提供了多线程的机制来实现并行计算。我们可以将计算任务分配给多个线程来同时进行计算,最后将结果进行合并。下面是一个Java并行计算π的示例代码: ``` public class ParallelPi { private static final int NTHREADS = 4; // 线程数量 private static final int N = 100000000; // 循环次数 private static double[] sumArray = new double[NTHREADS]; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { long start = System.currentTimeMillis(); Thread[] threads = new Thread[NTHREADS]; for (int i = 0; i < NTHREADS; i++) { int id = i; threads[i] = new Thread(() -> { double sum = 0.0; for (int j = id; j < N; j += NTHREADS) { double item = (j % 2 == 1 ? 1 : -1) * 1.0 / (2 * j - 1); sum += item; } sumArray[id] = sum; }); threads[i].start(); } for (Thread thread : threads) { thread.join(); } double sum = 0.0; for (double item : sumArray) { sum += item; } double pi = 4 * sum; long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Pi: " + pi); System.out.println("Time: " + (end - start) + "ms"); } } ``` 3. 并发计算π Java中的并发计算可以通过线程池来实现。线程池可以有效地管理线程的数量,避免线程创建和销毁的开销。下面是一个Java并发计算π的示例代码: ``` public class ConcurrentPi { private static final int NTHREADS = 4; // 线程数量 private static final int N = 100000000; // 循环次数 private static double[] sumArray = new double[NTHREADS]; public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException { long start = System.currentTimeMillis(); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(NTHREADS); List<Future<Double>> futures = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < NTHREADS; i++) { int id = i; futures.add(executor.submit(() -> { double sum = 0.0; for (int j = id; j < N; j += NTHREADS) { double item = (j % 2 == 1 ? 1 : -1) * 1.0 / (2 * j - 1); sum += item; } return sum; })); } double sum = 0.0; for (Future<Double> future : futures) { sum += future.get(); } double pi = 4 * sum; long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Pi: " + pi); System.out.println("Time: " + (end - start) + "ms"); executor.shutdown(); } } ``` 以上就是Java串行、并行、并发计算π的示例代码,希望能对您有所帮助。

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