指针和if语句错误，在Java代码转换中的C代码

Question

我想将C代码转换为java，它是牛顿拉夫森算法的实现。一切都很顺利，但是在C代码中使用的指针有问题，我已经在java中删除了它们。 C代码的部分是：

x = newton(x_0, error, max_iters, &iters, &converged); //Call to a function (newton) 

    if (converged) { 

printf("Newton algorithm converged after %d steps.\n", iters); 

    printf("The approximate solution is %19.16e\n", x); 
    printf("f(%19.16e) = %19.16e\n", x, f(x)); 
    } else 
{ 

printf("Newton algorithm didn't converge after %d steps.\n", 
      iters); 

    printf("The final estimate was %19.16e\n", x); 
    printf("f(%19.16e) = %19.16e\n", x, f(x)); 
    } 

和函数的定义是这样的：

double newton(double x_0, double error, int max_iters, 
      int* iters_p, int* converged_p) 

现在的问题是，两个指针变量的值都只是零每次。 if（converged）也显示不兼容类型的错误消息。必需的布尔值，找到int。下面是java代码，请帮助解决这个问题。

//Member Functions/////// 
public 
      double function(double x) 
      { 
       return x*x - 2; 
      } 

      double F_Deriv(double x) 
      { 
       return 2.0*x; 
      } 


      double newton(double x_0, double error, int max_iters,int iters, int converged) 
      { 
    double x = x_0; 
    double x_prev; 
    int iter = 0; 

    do { 
     iter++; 
     x_prev = x; 
     x = x_prev - function(x_prev)/F_Deriv(x_prev); 
    } 
    while (Math.abs(x - x_prev) > error && iter < max_iters); 

    if (Math.abs(x - x_prev) <= error) 
     converged = 1; 
    else 
     converged = 0; 
    iters = iter; 

    return x; 
} 


/////Main Function/////// 
    public static void main(String[] args) { 

     Newton_Raphson obj=new Newton_Raphson(); 

     Scanner input=new Scanner(System.in); 


     double x_0;  /* Initial guess    */ 
     double x;   /* Approximate solution   */ 
     double error;  /* Maximum error    */ 
     int max_iters; /* Maximum number of iterations */ 
     int iters;  /* Actual number of iterations */ 
     int converged; /* Whether iteration converged */ 

     System.out.println("Enter Initial Solution: "); 
     x_0=input.nextDouble(); 

     System.out.println("Enter Error: "); 
     error=input.nextDouble(); 


     System.out.println("Enter Maximum Iterations: "); 
     max_iters=input.nextInt(); 

     x = obj.newton(x_0, error, max_iters, iters, converged); 

     if(converged) 
     { 
      System.out.println("Newton algorithm converged after "+ iters +" steps."); 
      System.out.println("The approximate solution is "+ x); 

     } 

     else 
     { 
      System.out.println("Newton algorithm didn't converge after " + iters + " steps."); 
      System.out.println("The final estimate was " + x); 

     } 

    } 

Answer 1

的一个问题是，这样的说法：

if (Math.abs(x - x_prev) <= error) 
    converged = 1; 
else 
    converged = 0; 

没有做任何事情，因为Java is pass by value。所以它不会影响converged以外的方法。你可以改为返回从方法的对象，其中将包括2名：x和融合：

return new NewtonResult (x, iters, converged); 

与NewtonResult定义为：

public class NewtonResult { 
    int x; 
    int iters; 
    boolean converged; 
    NewtonResult (int x, int iters, boolean converged) { 
     this.x = x; 
     this.iters = iters; 
     this.converged = converged; 
    } 
} 

在你的代码的另一个问题是Java if需要一个boolean当你传递一个int，所以你需要改变你的条件：

if (converged != 0) { 
    // 
} 

甚至更​​好的使融合成为一个布尔值。

Answer 2

的Java按值传递参数，所以

if (Math.abs(x - x_prev) <= error) 
    converged = 1; 
else 
    converged = 0; 
iters = iter; 

不改变传递的参数为调用者。这些更改从不离开被调用的函数。

最简单的模拟输出参数的方法，用C传递指针，是通过一长阵列，

double newton(double x_0, double error, int[] max_iters,int iters, boolean[] converged) 

，并设置（和查询）iters[0] RESP。 converged[0]。

Answer 3

缺少类声明（公共类Newton_Raphson ...）。

如上所述，Java不支持通过引用传递的参数，只能通过值，因此您需要将所有这些参数包装在“Result”类中。

public class Result { 
    public int x; 
    public int iters; 
    public int converged; // better replace this with a boolean in Java 
} 

并将您的方法的返回类型更改为该Result类。

你不能测试一个int作为布尔值。你应该测试它与0不同（因为在C中，不同于0的所有东西都被认为是真的）。或者考虑直接使用布尔值，这更容易。

Answer 4

问题是converged和iters是从原始C代码返回的。这些参数使用指针是为了使参数能够模仿out语义。由于Java仅支持按值传递，因此无法以普通方法参数以相同方式返回该信息。

另一个问题是旧版本的C没有布尔类型，所以使用int代替。用于指示收敛的标志应该是Java中的boolean。所以你的代码需要返回三条信息：结果（浮点值），converged（布尔值）和iters（整数）。你应该将它们包装到一个对象中并以这种方式返回它们。

你需要看起来像这样的类：

public class NewtonResult { 
    public boolean converged; 
    public double value; 
    public int iters; 
} 

你应该改变你的newton方法签名是像这样：

NewtonResult newton(double x_0, double error, int max_iters) 

最后，我认为tolerance将是一个更好的该参数的名称比error。

Answer 5

当传递像int,boolean这样的前缀类型 - 在java中作为方法参数并更改它们时，实际上它们将不会被更改。
传递的参数是真实的副本（它们实际上是通过值传递的）。
初始化对象了varaiables，然后将它们传递给方法为：

Integer[] a = new Integer[1]; // For int a 
Boolean[] b = new Boolean[1]; // For boolean b 
a[0] = 1; 
b[0] = true; 

这种方式传递的对象的引用的副本将被传递，而当你改变它的元素之一的值像上面的[0]一样，它也会在实变量中变化。