1+2+……+n的特殊求法

最新推荐文章于 2021-02-16 20:00:04 发布

mac_timmy

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分类专栏： C++ 剑指offer 文章标签：求和

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本文介绍了一种特殊的编程挑战，即在限制使用多种常见关键字的情况下计算从1累加到n的和。文中提供了五种不同的解决方案，包括巧妙运用逻辑与运算符、构造函数与静态成员变量、虚函数与函数指针、异常处理机制以及模板特化。

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参考来源

题目：

求1+2+3+…+n，要求不能使用乘除法，for,while，if,else,switch,case等关键字以及条件判断语句。

自己思考想到了一种方法，递归的思路，但是判断终止的条件不是if，利用了&&的性质，当前操作数为假的时候，不再进行后操作数的运算。然后在网上查阅，得到了其他的做法。

1、利用&&操作符，|| 也一样的做法。

思路：当result = 0 的时候，&&不再判断右操作数，递归停止

int sum( int n ){
    int result = n;
    result && (result += sum(n-1));
    return result;
}

int main(){
    cout << sum(100) << endl;
    return 0;
}

2、利用构造函数以及静态成员变量

思路：构造N次对象，每次对静态变量sum++，对n赋值。利用静态变量对所有同类对象有效的特点。

class tmp{
public:
    //构造
    tmp( ){
        ++n;
        sum += n;
    }
    //初始化
    void static init(){
        n = 0;
        sum = 0;
    }
    //获得sum
    int static getsum(){
        return sum;
    }
private:
    static int n;
    static int sum;
};

int tmp::n = 0;
int tmp::sum = 0;

//运行的函数
int count(int n){
    tmp::init();
    tmp* a = new tmp[n];
    delete[] a;
    a = NULL;
    tmp::getsum();
}

int main(){
    cout << count(100) << endl;
    return 0;
}

3、利用虚函数、继承和函数指针

思路：
1. 定义两个类，A是基类，B是子类。
2. 定义一个A* Array[2],其中Array[0]存放A对象的地址，Array[1]存放B对象的地址。
3. 调用函数Sum中调用Sum的递归。同时对变量n两次取反Array[!!n]->Sum(n-1)+n,这样当n不为0的时候，得到bool值1。Array[!!n] = Array[1]
4. 当n=0调用基类A的sum。充分利用虚函数参数与类型有关的性质。

//1、虚函数
#include <iostream>
using namespace std;
class A;
A* Array[2];
class A
{
public:
    virtual int Sum(int n){
        return 0;
    }
};

class B:public A{
public:
    virtual int Sum(int n){
        //当 n != 0，!!n = 1
        return Array[!!n]->Sum(n-1)+n;
    }
};

int Sum2(int n){
    A a;
    B b;
    Array[0]=&a;
    Array[1]=&b;
    //调用虚函数
    int value=Array[1]->Sum(n);
    return value;
}

int main(){
    cout<< Sum2(100) <<endl;
    return 0;
}

//2、同上，这里利用的是函数指针来实现。
typedef int (*fun)(int);

int solution3_f1(int i){
    return 0;
}

int solution3_f2(int i){
    fun f[2]={solution3_f1, solution3_f2};
    return i+f[!!i](i-1);
}

4、利用异常处理的机制

思路：try接收到的异常会在catch中捕获。

public int sum(int n){
    try{
        //n = 2 的时候，出现异常，程序流跳转到catch
        int[] array = new int[n-2];
        return n+sum(n-1);
    }
    catch(Exception e){
        //返回1到上一个递归处，n = 2处。
        return 1;
    }
}

5、利用模板

思路：利用了模板的特化作为递归结束的条件，并借用枚举类型。

#include <iostream>
using namespace std;

template <unsigned N>
class Sum{
    public:
        enum{
            sum = N+Sum<N-1>::sum
        };
};
//模板特化，当N=1 的时候，调用
template<>
class Sum<1>{
    public:
        enum{
            sum = 1
        };
};

int main(){
    cout << Sum<100>::sum << endl;
    return 0;
}