Интеграция C ++ в Монте-Карло: как выполнить код несколько раз без суммирования результатов? - PullRequest
Новая
       27

Интеграция C ++ в Монте-Карло: как выполнить код несколько раз без суммирования результатов?

0 голосов
/ 07 декабря 2018

Это код, который у меня был до того, как я изменил его, чтобы включить возможность многократного его запуска: 

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <random>
#include <iomanip>
#include <vector>

using namespace std; 

int main () {
    double vol;
    double hit;
    int samples;
    int i, j;
    double sum;
    double pt;
    double actual_vol;
    const double PI = 2.0*atan2(1.0,0.0);
    double abs_err;
    double rel_err;

    random_device dev;
    default_random_engine e{ dev() };
    uniform_real_distribution<double> u{0.0,1.0};

    samples = 1000000 * dim;

    actual_vol = pow(PI, double(dim/2.0)) / exp(lgamma(double(dim/2.0)+1.0));

    for (i = 0; i < samples; i++) {
            sum = 0;
            for (j = 0; j < dim; j++) {
                    pt = 2*(u(e)-0.5);
                    sum += pt*pt;
            }
            if (sqrt(sum) < 1) {
                    hit += 1;
            }
    }

    vol = ( pow(2,dim) * hit ) / samples;
    abs_err = fabs( actual_vol - vol);
    rel_err = abs_err / actual_vol;

    cout << "Average volume of your sphere: " << setprecision(7) << vol << endl;
    cout << "Actual volume: " << setprecision(7) << actual_vol << endl;
    cout << "Absolute Error: " << setprecision(7) << abs_err << endl;
    cout << "Relative Error: " << setprecision(7) << rel_err << endl;
}

И я получил бы правильный вывод, который выглядел примерно так: 

Average volume of your sphere: 3.140924
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 0.0006686536
Relative Error: 0.000212839

Теперь, когда я изменяю ее так, чтобы я мог вызывать эту функцию и запускать ее несколько раз, используя этот код: 

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <random>
#include <iomanip>
#include <vector>

using namespace std;

double monte_carlo (int dim) {
    double vol;
    double hit;
    int samples;
    int i, j;
    double sum;
    double pt;
    double actual_vol;
    const double PI = 2.0*atan2(1.0,0.0);
    double abs_err;
    double rel_err;

    random_device dev;
    default_random_engine e{ dev() };
    uniform_real_distribution<double> u{0.0,1.0};

    samples = 1000000 * dim;

    actual_vol = pow(PI, double(dim/2.0)) / exp(lgamma(double(dim/2.0)+1.0));

    for (i = 0; i < samples; i++) {
            sum = 0;
            for (j = 0; j < dim; j++) {
                    pt = 2*(u(e)-0.5);
                    sum += pt*pt;
            }
            if (sqrt(sum) < 1) {
                    hit += 1;
            }
    }

    vol = ( pow(2,dim) * hit ) / samples;
    abs_err = fabs( actual_vol - vol);
    rel_err = abs_err / actual_vol;

    cout << "Average volume of your sphere: " << setprecision(7) << vol << endl;
    cout << "Actual volume: " << setprecision(7) << actual_vol << endl;
    cout << "Absolute Error: " << setprecision(7) << abs_err << endl;
    cout << "Relative Error: " << setprecision(7) << rel_err << endl;
}

int main (int argc, char* argv[]) {

    int dim = 0;
    int runs = 0;
    int i;

    dim =  atoi(argv[1]);
    runs = atoi(argv[2]);

    for (i = 0; i < runs; i++) {
            monte_carlo(dim);
    }

    return 0;
}

я получаю эти результаты, которые теперь суммируют предыдущие значения втекущие значения, которые не являются тем, что я хочу: 

Average volume of your sphere: 3.141764
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 0.0001713464
Relative Error: 5.454126e-05
Average volume of your sphere: 6.283674
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 3.142081
Relative Error: 1.000156
Average volume of your sphere: 9.427502
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 6.285909
Relative Error: 2.000867
Average volume of your sphere: 12.56937
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 9.427775
Relative Error: 3.000954
Average volume of your sphere: 15.71272
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 12.57113
Relative Error: 4.001515
Average volume of your sphere: 18.85378
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 15.71219
Relative Error: 5.001345
Average volume of your sphere: 21.99504
Actual volume: 3.141593
Absolute Error: 18.85345
Relative Error: 6.001239

Вы заметите, что первое значение для среднего объема сферы составляет около 3,14, а затем второе значение, теперь оно равно 6,28 (или вдвое больше).первый), третий экземпляр - 9,42 (примерно в три раза больше первого) и т. д.

Необходимо выполнить новый расчет при каждом запуске, и все значения для каждого из них должны бытьколеблется около 3.14.Как заставить его перестать суммировать значение из предыдущего прогона?

Спасибо !!

1 Ответ

0 голосов
/ 07 декабря 2018

Вероятно, это потому, что вы никогда не инициализируете свои переменные.

У вас также есть сильное "старое" смещение C (заголовки C, использование atoi, fabs ...), объявите свои переменныекогда они вам нужны, и ваши пути всегда будут одинаковыми, потому что вы используете один и тот же генератор случайных чисел с тем же начальным числом (построено по умолчанию).

Тем не менее, для вашей проблемы: 

double hit = 0;
double samples = 0;

И т. Д.

Также для PI, если у вас есть повышение, используйте его константу вместо пересчета с меньшей точностью, чем та, которую он может обеспечить.

...