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Java版剑指offer编程题第12题–数值的整数次方

Java版剑指offer编程题第12题--数值的整数次方

跟learnjiawa一起每天一道算法编程题,既可以增强对常用API的熟悉能力,也能增强自己的编程能力和解决问题的能力。算法和数据结构,是基础中的基础,更是笔试的重中之重。

  • 不积硅步,无以至千里;
  • 不积小流,无以成江海。

题目描述

Java 版剑指offer编程题第12题–数值的整数次方: 给定一个double类型的 浮点数 base和int类型的整数exponent。求base的exponent次方。保证base和exponent不同时为0。

我的想法

  • 直接累乘,如果exponent指数为n,你就要累乘n-1次, 时间复杂度 记为O(n),这里n趋于无穷大,所以省去“-1”。
  • 采用 二分思想 ,对于最朴素的想法,77=49,497=343,… 一步一步算,共进行了9次乘法。这样算无疑太慢了,尤其对计算机的CPU而言,每次运算只乘上一个个位数,无疑太屈才了。这时我们想到,也许可以拆分问题,即 递归快速幂
    先算7的5次方,即77777,再算它的平方,共进行了5次乘法。但这并不是最优解,因为对于“7的5次方”,我们仍然可以拆分问题。
    先算77得49,则7的5次方为4949*7,再算它的平方,共进行了4次乘法。
  • 递归虽然简洁,但会产生额外的空间开销。我们可以把递归改写为循环,来避免对栈空间的大量占用,也就是 非递归快速幂 。换一个角度来引入非递归的快速幂。
    还是7的10次方,但这次,我们把10写成 二进制 的形式,也就是1010 。现在我们要计算7^(1010) ,可以怎么做?
    我们很自然地想到可以把它拆分为7 ^(1000)*7 ^ (0010) . 实际上,对于任意的整数,我们都可以把它拆成若干个 7 ^ (100…) 的形式相乘。而这些7 ^ (100…),恰好就是 7 ^ 1,7 ^ 2,7 ^ 4。

解题方法1

Java版剑指offer编程题第12题--数值的整数次方

解题方法2

Java版剑指offer编程题第12题--数值的整数次方

解题方法3

Java版剑指offer编程题第12题--数值的整数次方

代码测试(main方法)

Java版剑指offer编程题第12题--数值的整数次方

总结

题目的考察知识点是快速幂算法,可以选择使用递归或者 位运算 ,减少运算次数,减小时间复杂度,明天见哦!

参考文献

[1]程杰. 大话数据结构. 北京:清华大学出版社, 2011.

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文章来源:智云一二三科技

文章标题:Java版剑指offer编程题第12题–数值的整数次方

文章地址:https://www.zhihuclub.com/185115.shtml

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