Escriba un programa que imprima todas las buenas aproximaciones racionales de pi con denominador <1000000, en orden de denominador creciente. a/bes una "buena aproximación racional" de pi si está más cerca de pi que cualquier otra racional con un denominador no mayor que b.

La salida debe tener 167 líneas en total, y comenzar y terminar así:

3/1
13/4
16/5
19/6
22/7
179/57
...
833719/265381
1146408/364913
3126535/995207

El programa más corto gana.

Golfscript, 71 70 69 caracteres

2\!:^2^..292^15.2/3]{(.)2/.9>+{\+.((}*;.}do;;]-1%{^0@{2$*+\}/"/"\n}/;

(Asume que no le pasa nada en stdin)

No quiero escuchar más quejas de personas que no tienen constantes incorporadas para pi. ¡Ni siquiera tengo números de coma flotante!

Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Continued_fraction#Best_rational_approximations para el fondo.

# No input, so the stack contains ""
2\!:^2^..292^15.2/3]
# ^ is used to store 1 because that saves a char by allowing the elimination of whitespace
# Otherwise straightforward: stack now contains [2 1 2 1 1 1 292 1 15 7 3]
# Pi as a continued fraction is 3+1/(7+1/(15+1/(...)))
# If you reverse the array now on the stack you get the first 10 continuants followed by 2
# (rather than 3)
# That's a little hack to avoid passing the denominator 1000000

{
    # Stack holds: ... [c_n c_{n-1} ... c_0]
    (.)2/.9>+
    # Stack holds ... [c_{n-1} ... c_0] c_n (1+c_n)/2+((1+c_n)/2 > 9 ? 1 : 0)
    # (1+c_n)/2 > 9 is an ad-hoc approximation of the "half rule"
    # which works in this case but not in general
    # Let k = (1+c_n)/2+((1+c_n)/2 > 9 ? 1 : 0)
    # We execute the next block k times
    {
        # ... [c_{n-1} ... c_0] z
        \+.((
        # ... [z c_{n-1} ... c_0] [c_{n-1} ... c_0] z-1
    }*
    # So we now have ... [c_n c_{n-1} ... c_0] [(c_n)-1 c_{n-1} ... c_0] ...
    #                    [(c_n)-k+1 c_{n-1} ... c_0] [c_{n-1} ... c_0] c_n-k
    ;
    # Go round the loop until the array runs out
    .
}do

# Stack now contains all the solutions as CFs in reverse order, plus two surplus:
# [2 1 2 1 1 1 292 1 15 7 3] [1 2 1 1 1 292 1 15 7 3] ... [6 3] [5 3] [4 3] [3] [2] []
# Ditch the two surplus ones, bundle everything up in an array, and reverse it
;;]-1%

# For each CF...
{
    # Stack holds ... [(c_n)-j c_{n-1} ... c_0]
    # We now need to convert the CF into a rational in canonical form
    # We unwind from the inside out starting with (c_n)-j + 1/infinity,
    # representing infinity as 1/0
    ^0@
    # ... 1 0 [c_n-j c_{n-1} ... c_0]
    # Loop over the terms of the CF
    {
        # ... numerator denominator term-of-CF
        2$*+\
        # ... (term-of-CF * numerator + denominator) numerator
    }/

    # Presentation
    "/"\n
    # ... numerator "/" denominator newline
}/

# Pop that final newline to avoid a trailing blank line which isn't in the spec
;

Mathematica, 67 63

Esto no va a ser rápido, pero creo que es técnicamente correcto.

Round[π,1/Range@1*^6]//.x_:>First/@Split[x,#2≥#&@@Abs[π-{##}]&]

Round[π, x]da la fracción más cercana a π en pasos de x. Esto es "listable", lo mismo Round[π,1/Range@1*^6]ocurre con todas las fracciones 1/10^6en orden. La lista resultante con muchas aproximaciones racionales "malas" se //.procesa repetidamente ( ) eliminando cualquier elemento que esté más lejos de π que el anterior.

Perl, 77 caracteres

$e=$p=atan2 0,-1;($f=abs$p-($==$p*$_+.5)/$_)<$e&&($e=$f,say"$=/$_")for 1..1e6

Un desafío menor es que Perl no tiene una constante π incorporada disponible, así que primero tuve que calcularlo como atan2(0,-1). Estoy seguro de que esto será superado por los idiomas más adecuados para el trabajo, pero no está mal para un idioma diseñado principalmente para el procesamiento de texto.

Python, 96 93 89 caracteres

a=b=d=1.
while b<=1e6:
 e=3.14159265359-a/b;x=abs(e)
 if x<d:print a,b;d=x
 a+=e>0;b+=e<0

Python, 95 93 caracteres, algoritmo diferente

p=3.14159265359;d=1
for a in range(3,p*1e6):
 b=round(a/p);e=abs(p-a/b)
 if e<d:print a,b;d=e

nota: tenía menos caracteres para escribir p=3.14159265359;que from math import*. ¡Malditas esas importaciones de palabras!

JS (95 caracteres)

for(i=k=1,m=Math;i<1e6;i++)if((j=m.abs((x=m.round(m.PI*i))/i-m.PI))<k)k=j,console.log(x+'/'+i)

Imprime 167 líneas.

Ruby 1.9, 84 caracteres

m=1;(1..1e6).map{|d|n=(d*q=Math::PI).round;k=(n-q*d).abs/d;k<m&&(m=k;puts [n,d]*?/)}

C99, 113 caracteres

main(d,n){double e=9,p=2*asin(1),c,a=1;for(;n=d*p+.5,c=fabsl(p-a*n/d),d<1e6;++d)c<e&&printf("%d/%d\n",n,d,e=c);}

Necesito compilar -lm, y probablemente lleno de comportamiento indefinido, pero funciona para mí.

Scala - 180 caracteres

import math._
def p(z:Int,n:Int,s:Double):Unit=
if(n==1e6)0 else{val q=1.0*z/n
val x=if(abs(Pi-q)<s){println(z+"/"+n)
abs(Pi-q)}else s
if(Pi-q<0)p(z,n+1,x)else p(z+1,n,x)}
p(3,1,1)

// sin golf: 457

val pi=math.Pi
@annotation.tailrec
def toPi (zaehler: Int = 3, nenner: Int = 1, sofar: Double=1): Unit = {
  if (nenner == 1000000) () 
  else {
    val quotient = 1.0*zaehler/nenner
    val diff = (pi - quotient)
    val adiff= math.abs (diff)
    val next = if (adiff < sofar) {
      println (zaehler + "/" + nenner) 
      adiff 
    }
    else sofar
    if (diff < 0) toPi (zaehler, nenner + 1, next) 
    else toPi (zaehler + 1, nenner, next) 
  }  
}

La anotación tailrec es solo una verificación, para verificar, que es recursiva, lo que a menudo es una mejora del rendimiento.

Mathematica 18 17 caracteres

Elegí usar, como una medida de "mejor", el número de términos en una representación de fracción continua de π. Según este criterio, las mejores aproximaciones racionales de π son sus convergentes.

Hay 10 convergentes de π con un denominador menor a un millón. Esto es menor que los 167 términos solicitados, pero lo incluyo aquí porque puede ser de interés para otros.

Convergents[π, 10] 

(* out *)
{3, 22/7, 333/106, 355/113, 103993/33102, 104348/33215, 208341/66317,
312689/99532, 833719/265381, 1146408/364913}

Si realmente desea ver el denominador para el primer convergente, le costará 11 caracteres adicionales:

Convergents[π, 10] /. {3 -> "3/1"}
(* out *)
{"3/1", 22/7, 333/106, 355/113, 103993/33102, 104348/33215,
208341/66317, 312689/99532, 833719/265381, 1146408/364913}

Para aquellos que estén interesados, lo siguiente muestra las relaciones entre los convergentes, los cocientes parciales y la expresión de fracción continua de los convergentes de π:

Table[ContinuedFraction[π, k], {k, 10}]
w[frac_] := Row[{Fold[(#1^-1 + #2) &, Last[#], Rest[Reverse[#]]] &[Text@Style[#, Blue, Bold, 14] & /@ ToString /@ ContinuedFraction[frac]]}];
w /@ FromContinuedFraction /@ ContinuedFraction /@ Convergents[π, 10]

Disculpe el formato inconsistente de las fracciones continuas.

C # 140 129 caracteres

double n=3,d=1,e=d;while(n<4e5){double w=n/d-Math.PI,a=Math.Abs(w);if(a<e){e=a;Console.WriteLine(n+"/"+d);}if(w>0)d++;else n++;}

Código sin comprimir

var numerator = 3d;
var denominator = 1d;
var delta = 4d;
while (numerator < 4e5) 
{
    var newDelta = (numerator / denominator) - Math.PI;
    var absNewDelta = Math.Abs(newDelta);
    if (absNewDelta < delta)
    {
        delta = absNewDelta;
        Console.WriteLine(string.Format("{0}/{1}", numerator, denominator));
    }

    if (newDelta > 0)
    {
        denominator++;
    }
    else
    {
        numerator++;
    }
}

J, ⁶⁹ 65

Nuevo

]`,@.(<&j{.)/({~(i.<./)@j=.|@-l)@(%~(i:3x)+<.@*l=.1p1&)"0>:_i.1e3

Todavía un enfoque de fuerza bruta pero mucho más rápido y un poco más corto.

Antiguo

Una simple "fuerza bruta":

(#~({:<<./@}:)\@j)({~(i.<./)@j=.|@-l)@(%~(i:6x)+<.@*l=.1p1&)"0>:i.1e3

haga una lista de a/bsy luego descarte aquellos que están más lejos de π para algunos b'<b.

Nota: Cambie 1e3a 1e6para obtener la lista completa. Ve a hacer otra cosa y vuelve más tarde.