JAVA练习47-数值的整数次方

2022/1/25 20:04:48

本文主要是介绍JAVA练习47-数值的整数次方,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

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。

示例 1:
输入:x = 2.00000, n = 10
输出:1024.00000

示例 2:
输入:x = 2.10000, n = 3
输出:9.26100

示例 3:
输入:x = 2.00000, n = -2
输出:0.25000
解释:2-2 = 1/22 = 1/4 = 0.25

提示:

  • -100.0 < x < 100.0
  • -2^31 <= n <= 2^31-1
  • -10^4 <= xn <= 10^4

分析:

方法1:快速幂+迭代

先简单介绍一下快速幂,比如说 x = 2, n 为 10,n 转化为二进制就是1010,那么输出的就为 2^(1010) = 2^(1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^10*2^0) = 2^(2^3) * 2^2,本来 O(n) 的时间复杂度就降到了 O(log n),那么我们可以将每一位的运算看做 x *= x,那么有 1 的情况就是例外,单独乘起来,最后将这个单独乘的变量和结果相乘就是答案。判断是否有 1 可以直接和 1 做与运算,然后将 n 右移,直到 n = 1。需要注意的是,n 为负数时取反,然后将 x 令为 1/x 即可,但是取反时可能越界,索引将 n 的类型转化为长整型(long)。

时间复杂度:O(log n)
空间复杂度:O(1)

class Solution {
    public double myPow(double x, int n) {
        //任何数的零次方都是 1
        if(n == 0){
            return 1.0;
        }
        //防止 n 取反时越界
        long n2 = n;
        // n 小于零取反,x 取倒数
        if(n < 0){
            x = 1 / x;
            n2 = -n2;
        }
        //定义结果
        double sum = 1.0;
        while(n2 != 1){
            //取余为 1 时
            if((n2 & 1) == 1){
                sum *= x;
            }
            x *= x;
            //右移一位
            n2 >>= 1;
        }
        return sum * x;
    }
}

方法2:快速幂+递归

时间复杂度:O(log n)
空间复杂度:O(1)

class Solution {
    public double myPow(double x, int n) {
        //任何数的零次方都是 1
        if(n == 0){
            return 1.0;
        }
        //n 为负数情况
        if(n == -1){
            return 1 / x;
        }
        //n 为正数
        if(n == 1){
            return x;
        }
        return myPow(x * x, n >> 1) * myPow(x, n & 1);
    }
}

题目来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/shu-zhi-de-zheng-shu-ci-fang-lcof



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