141.Sqrt(x)-x的平方根(容易题)

计算平方根
本文介绍了一个计算整数平方根的方法,并通过二分法实现了intsqrt(intx)函数,该方法能够在O(log(x))的时间复杂度内找到给定整数x的平方根。

x的平方根

  1. 题目

    实现 int sqrt(int x) 函数,计算并返回 x 的平方根。

  2. 样例

    sqrt(3) = 1

    sqrt(4) = 2

    sqrt(5) = 2

    sqrt(10) = 3

  3. 挑战

    O(log(x))

  4. 题解

看挑战的要求肯定是二分法了,思路很简单,注意溢出即可

class Solution {
    /**
     * @param x: An integer
     * @return: The sqrt of x
     */
    public int sqrt(int x) {
        int low = 0;
        int high = x;
        while (low <= high)
        {
            int mid = low + (high - low) / 2;
            long square = (long)mid * (long)mid;
            if (square == x)
            {
                return mid;
            }
            else if (square > x)
            {
                if ((long)(mid - 1) * (long)(mid - 1) < x)
                {
                    return (mid-1);
                }
                high = (int)mid - 1;
            }
            else
            {
                if ((long)(mid + 1) * (long)(mid + 1) > x)
                {
                    return (int)(mid);
                }
                low = mid + 1;
            }
        }
        return -1;
    }
}

Last Update 2016.9.7

<think>嗯,用户给了一段Python代码,里面有多个函数定义和积分计算,最后打印了一个结果。我需要先仔细看看这段代码是做什么的。首先,函数VT_Z、VT_W、VT_t、VT_h、VT_G的结构看起来相似,都是接受参数y,计算某个包含平方根和对数函数的表达式。然后V1_t函数整合了这些VT函数,通过quad进行积分,并乘以一些系数和温度的四次方,最后返回结果。 用户的问可能是想知道这段代码的功能,或者想确认是否正确。我需要先理解每个部分的作用。注意到这些VT函数中都有一个(-1)的幂,例如VT_t中的(-1)**1,而其他的是(-1)**0。这可能对应于玻色子和费米子的区别,因为统计不同会影响分布函数。例如,玻色子用1/(e^{x}-1),而费米子用1/(e^{x}+1),这可能与对数中的符号有关。 然后,V1_t中的系数3、6、12、1、3可能对应不同粒子的自由度。比如,Z玻色子有三个自由度(可能是三个极化态),W玻色子有六个(两个带电的,每个三个极化),顶夸克有12种(颜色自由度?比如三个颜色,四个Dirac分量,但可能需要确认),Higgs和Goldstone玻色子各1和3。这可能是在计算热力学势,比如在有限温度场论中的有效势,每个粒子的贡献。 不过,代码中有些潜在的问需要指出。例如,quad函数的调用方式是否正确?因为quad需要传入一个函数,而这里的写法像是传入了VT_Z(y),但VT_Z是一个需要y参数的函数,应该用lambda表达式来包装,比如quad(lambda y: VT_Z(y), 0, np.inf)。否则,直接传递VT_Z(y)会导致参数传递错误,因为y还没有定义。可能用户在这里的代码有误,导致运行时出错。 此外,mZ_sq(x)、mW_sq(x)等函数是否在代码的其他部分定义?用户提供的代码片段中没有这些函数的定义,所以在实际运行时可能会出现NameError。这也是一个潜在的问。 在V1_t函数中,温度T作为参数传入,但积分时的T是否与外部作用域的变量冲突?需要确保在quad积分时,这些函数中的T和x的值是正确的。可能这里需要闭包或者参数传递来确保正确性,否则可能会出现变量作用域的问。 总结来说,这段代码可能是为了计算在某个温度T和场值x下的有效势,考虑了不同粒子(规范玻色子、顶夸克、Higgs等)的贡献。但由于代码中存在可能的错误,比如quad的使用方式不正确,以及缺少质量函数的定义,实际运行时会报错。用户可能需要修正这些问才能得到正确的结果。</think>让我们逐步分析这段代码的结构与物理意义: 一、代码功能分析 1. 物理背景判断 这些函数组合显示这是有限温度场论中的有效势计算,用于研究相变现象。各函数对应不同粒子的热力学贡献: - $Z$玻色子 (3个极化态) - $W$玻色子 (6个极化态,含正负电荷) - 顶夸克 (12个自由度,包含色和自旋) - Higgs粒子 (1个实标量场) - Goldstone玻色子 (3个分量) 2. 数学表达式解析 每个VT函数对应积分核: $$ VT_X(y) = y^2 \ln\left(1 \pm e^{-\sqrt{y^2 + m_X^2(x)/T^2}}\right) $$ 其中: - $+$号对应费米子(如顶夸克 VT_t) - $-$号对应玻色子(其他粒子) 3. 整体积分结构 总有效势表达式: $$ V_1^T(x,T) = \frac{T^4}{2\pi^2} \sum_X g_X (\pm) \int_0^\infty VT_X(y) dy $$ 其中系数$g_X$对应粒子自由度数量,符号$\pm$由统计性质决定 二、潜在问诊断 1. 语法错误 - `quad(VT_Z(y), ...)`应改为`quad(lambda y: VT_Z(y), ...)` - 缺少质量函数定义(mZ_sq, mW_sq等) - 变量作用域问(x在VT函数中未显式传递) 2. 物理参数问 - Goldstone玻色子质量在对称破缺后应为虚数,需特殊处理 - 温度依赖的质量函数可能需要更多物理输入 三、改进建议 1. 修正积分调用 ```python quad(lambda y: VT_Z(y), 0, np.inf) ``` 2. 添加质量函数示例 ```python def mZ_sq(x): return (g**2 + gprime**2)*x**2/4 # 示例表达式 ``` 3. 显式参数传递 ```python def VT_Z(y, x, T): sqrt_term = np.sqrt(y**2 + mZ_sq(x)/T**2) return y**2 * np.log(1 - np.exp(-sqrt_term)) ``` 四、物理意义总结 此代码计算有限温度下标准模型的单圈有效势: $$ V_{\text{eff}}(x,T) = V_0(x) + V_1^T(x,T) $$ 其中: - $V_0(x)$ 是零温势 - $V_1^T$ 包含各粒子的热涨落贡献 计算结果可用于研究电弱相变性质 五、典型应用场景 - 计算临界温度 $T_c$ - 研究相变强度 ($\phi_c/T_c$) - 分析宇宙早期相变动力学 建议使用完整场论框架(如CosmoTransitions)进行实际计算,以确保规范不变性和重整化处理正确性。
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