题目描述: 实现 pow(x, n) ,即计算 x 的 n 次幂函数(即,xn)。不得使用库函数,同时不需要考虑大数问题。
分析:
直接计算法,通过判断 n 的正负,若为负数, x 即为倒数,然后累计计算 abs(x) 次即可。
快速幂递归法,当我们要计算 x^n时,我们可以先递归地计算出 y=x ⌊n/2⌋,其中 ⌊a⌋ 表示对 a 进行下取整;根据递归计算的结果,如果 n 为偶数,那么 x^n = y^2;如果 n 为奇数,那么 x^n = y^2 * x;
快速幂迭代法,由于 ,其中 b = [0, 1]是指数 n 的二进制位。因此每次舍弃n 的最低位,如果从右往左的二进制位是 1,将贡献累乘上即可。
求解:
// 直接计算法(指数过大会超时)
function myPow1(x: number, n: number): number {
if (x === 0) return 0;
if (n === 0) return 1;
x = n > 0 ? x : 1 / x;
let res = 1;
for (let i = 0; i < Math.abs(n); i++) {
res = res * x;
}
return res;
}
// 快速幂 + 递归
function myPow2(x: number, n: number): number {
if (n === 0) return 1;
const y = myPow2(x, Math.floor(Math.abs(n) / 2));
const res = n % 2 === 0 ? y * y : y * y * x;
return n < 0 ? 1 / res : res;
}
// 快速幂 + 迭代
function myPow3(x: number, n: number): number {
if (x === 0) return 0;
let res = 1;
let nAbs = Math.abs(n);
while (nAbs !== 0) {
// 指数的二进制最后一位为 1,需要将贡献累乘上
if (nAbs & 1) {
res = res * x;
}
// 舍弃掉指数二进制的最后一位
nAbs = Math.abs(nAbs >> 1); // 或者 Math.floor(nAbs / 2)
// 将贡献不断地平方
x = x * x;
}
return n > 0 ? res : 1 / res;
}