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實(shí)現(xiàn)函數(shù)double Power(double base, int exponent),求base的exponent次方。不得使用庫(kù)函數(shù),同時(shí)不需要考慮大數(shù)問(wèn)題。
首先可以想到的是,如果exponent是個(gè)大于零的數(shù),可用循環(huán)來(lái)進(jìn)行相乘,而如果exponent是個(gè)復(fù)數(shù),依然可以將base進(jìn)行相乘,最后再取其倒數(shù)也就是用1去除以相乘結(jié)果。程序設(shè)計(jì)如下:
#include <iostream> #include <math.h> using namespace std; double my_pow(double base, int exp) { if(exp == 0)//當(dāng)exp為0的時(shí)候,不論base為多少結(jié)果都為1 return 1; if((base == 0) || (base == 1))//當(dāng)base為0或者1的時(shí)候不論exp為多少結(jié)果都為base return base; double ret = 1.0; int flag = 1;//設(shè)定標(biāo)志位,判斷exp的正負(fù)性 if(exp < 0) { flag = 0; exp *= (-1); } while(exp--) { ret *= base; } if(flag == 0) ret = 1/ret; return ret; } int main() { double base = 6.123784; int exp = -5; double ret = my_pow(base, exp); cout<<"my_pow ret: "<<ret<<endl; cout<<"pow ret: "<<pow(base, exp)<<endl; return 0; }
上面的栗子中,為了驗(yàn)證結(jié)果的正確性與否在輸出結(jié)果的比較中調(diào)用了庫(kù)函數(shù)的pow來(lái)進(jìn)行比較,運(yùn)行程序得結(jié)果:
但是上面的代碼還是有可優(yōu)化的成分的,比如如果exp的值比較大,那么循環(huán)的次數(shù)也就比較多,這個(gè)時(shí)間復(fù)雜度就為O(N),如果exp的值為100的話,那么其實(shí),當(dāng)循環(huán)乘到50的時(shí)候,只需要再乘上一個(gè)50就能得到結(jié)果,而不需要再循環(huán)50次,而50又可以由相乘25次的結(jié)果再自乘一次得到,而25次的結(jié)果又可以由12次的結(jié)果乘以自身再乘一個(gè)base而得到......因此,將上面的代碼改為如下:
double GetPow(double base, int exp) { double ret = 1; if(exp != 0) { ret = GetPow(base, exp>>1); if((exp & 0x1) == 0) { ret *= ret; } else { ret *= (ret * base); } } return ret; } double my_pow(double base, int exp) { if((base == 0) || (base == 1)) return base; int flag = 1; if(exp < 0) { flag = 0; exp *= (-1); } double ret = GetPow(base, exp); if(flag == 0) ret = 1/ret; return ret; }
解釋一下上面的GetPow函數(shù),因?yàn)榍懊嬲f(shuō)可以將循環(huán)次數(shù)減少,比如100次方可以求50次方再平方,50次方可以求25次方再平方......以此類推,其實(shí)就是100->50->25->12(+1)->6->3->1(+1)->0,而我們從最低位倒著算起,base的0次方->base的1次方->base的3次方->base的6次方->base的12次方->......這樣可以發(fā)現(xiàn),其實(shí)就是在exponent的二進(jìn)制表示位上進(jìn)行的操作,從最高位到最低位,當(dāng)比特位值為1時(shí),就將前面的結(jié)果相乘再乘上一個(gè)base也就是上面的(+1),如果比特位值為0,就直接將前面的結(jié)果相乘......而從高位到低位就需要用遞歸來(lái)獲??;
運(yùn)行程序,結(jié)果和pow庫(kù)函數(shù)相同。
《完》
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