pi.frink

Download or view pi.frink in plain text format


/**  Program to calculate pi to arbitrary precision.  This algorithm uses
     binary splitting.

     This version has been updated to be fastest with
     Frink: The Next Generation.  Due to limitations in Java's BigDecimal
     class, this is limited to a little over 101 million digits.

     You usually use this by calling Pi.getPi[digits] which will return pi
     to the number of digits you specify.  You can also call Pi.get2Pi[digits]
     to return 2 pi.

     See http://numbers.computation.free.fr/Constants/Algorithms/splitting.html
*/

use sqrtWayne.frink

class Pi
{
   class var digitsPerIteration = 14.1816474627254776555

   class var largestDigits = -1

   class var cachePi = undef

   /** This is the main public method to get the value of pi to a certain
       number of digits, calculating it if need be.  If pi has already been
       calculated to a sufficient number of digits, this returns it from the
       cache.
   */

   class getPi[digits = getPrecision[]] :=
   {
      origPrec = getPrecision[]
      try
      {
         setPrecision[digits]
         if (largestDigits >= digits)
            return 1. * cachePi
         else
            return 1. * calcPi[digits]
      }
      finally
         setPrecision[origPrec]
   }

   /** This is the main public method to get the value of 2 * pi to a certain
       number of digits, calculating it if need be.  If pi has already been
       calculated to a sufficient number of digits, this returns it from the
       cache.
   */

   class get2Pi[digits = getPrecision[]] :=
   {
      origPrec = getPrecision[]
      try
      {
         setPrecision[digits]
         if (largestDigits != undef) and (largestDigits >= digits)
            return 2 * cachePi
         else
            return 2 * calcPi[digits]
      }
      finally
         setPrecision[origPrec]
   }      

   /** This is an internal method that calculates the digits of pi if
       necessary. */

   class calcPi[digits] :=
   {
      oldPrec = getPrecision[]

      // Find number of terms to calculate
      k = max[floor[digits/digitsPerIteration], 1]

      try
      {
         setPrecision[digits+5]

         sum = 0

         p = p[0,k]
         q = q[0,k]

         sqC = sqrt[640320, digits+8]

         piprime = p * 53360. / (q + 13591409 * p)
         piFull = piprime * sqC

         // Truncate to the desired number of digits
         setPrecision[digits]
         pi = 1. *  piFull

         largestDigits = digits
         cachePi = pi
         return pi
      }
      finally
         setPrecision[oldPrec]
   }

   /** Internal method for binary splitting. */
   class q[a,b] :=
   {
      if (b-a) == 1
         return (-1)^b * g[a,b] * (13591409 + 545140134 b)

      m = (a+b) div 2
      return q[a,m] p[m,b] + q[m,b] g[a,m]
   }

   /** Internal method for binary splitting. */
   class p[a,b] :=
   {
      if (b-a) == 1
         return 10939058860032000 b^3

      m = (a+b) div 2
      return p[a,m] p[m,b]
   }

   /** Internal method for binary splitting. */
   class g[a,b] :=
   {
      if (b-a) == 1
         return (6b-5)(2b-1)(6b-1)

      m = (a+b) div 2
      return g[a,m] g[m,b]
   }
}


Download or view pi.frink in plain text format


This is a program written in the programming language Frink.
For more information, view the Frink Documentation or see More Sample Frink Programs.

Alan Eliasen was born 19970 days, 10 hours, 12 minutes ago.