作者:翟天保Steven
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题目描述:
实现函数 double Power(double base, int exponent),求base的exponent次方。
注意:
1.保证base和exponent不同时为0。
2.不得使用库函数,同时不需要考虑大数问题
3.有特殊判题,不用考虑小数点后面0的位数。
数据范围: ∣base∣≤100 ,∣exponent∣≤100 ,保证最终结果一定满足∣val∣≤104
进阶:空间复杂度O(1) ,时间复杂度O(n)
示例:
输入:
2.00000,-2
返回值:
0.25000
说明:
2的-2次方等于1/4=0.25
解题思路:
本题考察位运算。三种解题思路。
1)暴力法
循环累乘即可。复杂度O(n)。
2)位运算-快速幂
对次方数进行位运算即可实现快速幂计算。复杂度O(logn)。
如13次方是1101,分别是1、4、8,也就是说base的13次方等于base的1次方*base的4次方*base的8次方。以此为例,下面文字讲述过程便于理解。
a)首次进入循环后,当前次方数是1101,&1可得true,result乘base,然后将base*=base,base就变成了2次方,位运算右移得到0110。
b)第二次循环,&1得到false,也就是说当前低位是0,result不需要乘base,继续累乘base,base就变成了4次方,位运算右移得到0011。
c)第三次循环,&1得到true,result乘base,此时的base是4次方,result就变成base的5次方,然后累乘base,base变成8次方,位运算右移得到0001。
d)第四次循环,&1得到true,result乘base,base是8次方,result就变成了base的13次方,然后累乘base,base变成16次方,位运算右移得到0000。
e)退出循环,返回result。
测试代码:
1)暴力法
class Solution {
public:
double Power(double base, int exponent) {
// 负数次方
if(exponent < 0){
base = 1 / base;
exponent = -exponent;
}
// 累乘
double result = 1;
for(int i = 0; i < exponent; ++i){
result *= base;
}
return result;
}
};
2)位运算-快速幂
class Solution {
public:
double Power(double base, int exponent) {
// 负数次方
if(exponent < 0){
base = 1 / base;
exponent = -exponent;
}
// 位运算实现快速幂
double result = 1;
while(exponent){
if(exponent & 1){
result *= base;
}
base *= base;
exponent = exponent >> 1;
}
return result;
}
};