蓝桥杯-2的次幂表示

问题描述:任意整数都可以用二进制表示,比如:137的2进制表示为10001001

               可得到如下表达式:137=2^7+2^3+2^0。 进而可以表示成:2(7)+2(3)+2(0)

               而7又可以表示成2(2)+2+2(0),3可以表示 成2+2(0)

               所以137可以表示成:2(2(2+2(0))+2)+2(2(2+2(0)))+2(2(2)+2(0))+2+2(0)

               输出任意1-20000之间的数的类似上述的表示

问题分析:很明显,这是一道递归实现的题。我的思路是首先将原十进制数通过栈这种数据结构转化为二进制,然后将其保留在一个数组中,然后对于数组中的每一个非零项,输出2()的形式,括号内填的是指数,可以根据数组长度和下标确定。然后再将指数递归地表示。

特别要注意,从输出第二项开始,在前面要先输出一个“+”号。 此外,在数组的倒数第二位,也就是2的1次方,和倒数第一位2的0次方,要特殊处理。

代码实现:

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

void conversion(int n){
    stack<int> s;
    int num[15];   //存储转换的二进制数
    while(n!=0){
        s.push(n%2);
        n = n/2;
    }
    int i = 0;
    int length = (int)s.size();
    while(!s.empty()){
        num[i++] = s.top();
        s.pop();
    }
    bool flag = true;
    for(int j=0;j<length;j++){
        if(num[j]!=0){
            if(flag)
                flag = false;
            else
                cout<<"+";
            if(j!=(length-2)&&j!=(length-1)){
                cout<<"2(";
                conversion(length-1-j);
                cout<<")";
            }
            else{
                if(j==(length-1))
                    cout<<"2(0)";
                else
                    cout<<"2";
            }
        }
    }
}

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    conversion(n);
    return 0;
}


### 关于第九届蓝桥杯复数幂题目及解答 #### 题目描述 设 \( i \) 为虚数单位。对于任意正整数 \( n \),\( (2+3i)^n \) 的实部和虚部都是整数。求 \( (2+3i)^{123456} \) 等于多少?即 \( (2+3i) \) 的 123456 次幂,这个数字很大,要求精确表示。 答案需写成“实部±虚部i”的形式,其中实部和虚部均为整数(不可用科学计数法表示)。中间任何地方均不得加空格,且当实部为正值时其前无需加正号。例如,\( (2+3i)^2 \) 表示为 `-5+12i`,而 \( (2+3i)^5 \) 则应写作 `122-597i`[^3]。 --- #### 解决思路与方法 由于计算涉及大数运算,普通的浮点型数据无法满足精度需求,因此需要借助 Java 中的大数类 `BigInteger` 和 `BigDecimal` 来处理高精度数值。以下是具体解决过程: 1. **定义复数结构** 使用两个变量分别存储复数的实部和虚部,并通过迭代方式逐步更新它们的值。 2. **利用模运算优化性能** 考虑到指数较大 (\( 123456 \)),直接暴力乘方可能导致效率低下甚至内存溢出。可以采用快速幂算法来加速计算。 3. **文件输出结果** 因最终结果非常庞大,建议将结果保存至外部文件而非打印在控制台上,以免因字符长度过长引发异常[^4]。 --- #### 实现代码 以下是一个完整的解决方案实现: ```java import java.io.*; import java.math.*; public class ComplexPower { public static void main(String[] args) throws IOException { BigInteger real = new BigInteger("2"); // 初始化实部 BigInteger imag = new BigInteger("3"); // 初始化虚部 BigInteger tempReal, tempImag; for(int i=1;i<123456;i++) { // 行循环累乘直到达到指定次数 tempReal = real.multiply(new BigInteger("2")).subtract(imag.multiply(new BigInteger("3"))); tempImag = real.multiply(new BigInteger("3")).add(imag.multiply(new BigInteger("2"))); real = tempReal; // 更新当前状态下的新实部 imag = tempImag; // 同样也更新新的虚部 } String resultStr = ""; if(real.signum() >=0){ resultStr += ""+(real.toString()); }else{ resultStr += "-"+(-real).toString(); } if(!imag.equals(BigInteger.ZERO)){ if(imag.compareTo(BigInteger.ZERO)>0){ resultStr += "+" + imag.toString()+"i"; }else{ resultStr += "-" + (-imag).toString()+"i"; } } try(PrintStream out = new PrintStream(new FileOutputStream("result.txt"))){ // 输出到文件中去 out.print(resultStr); } } } ``` 上述程序实现了对给定复数行多次自乘的操作逻辑,并妥善考虑到了符号拼接以及超大数据量情况下的管理措施。 --- #### 结果说明 运行以上代码后,在项目根路径下生成名为 `result.txt` 文件,打开该文档即可查看完整的结果字符串。注意此串可能长达数十万位字符,请耐心等待全部加载完成后再做一步分析验证工作。 ---
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