C++:巧算2的n次幂

大家是否有想过这个问题:2的n次幂要怎么写才能不那么麻烦呢?

普通的方法

我相信大家看到这个问题会想到一下代码

int sum=1;
for (int i=0;i<n;i++){
    sum*=2;
}

可是大家有没有想过,这样子的时间复杂度是O(n)比如我要算2^{10000}呢?这不就要循环10000遍吗?所以这个东西不怎么好。

很明显我们等了一会。(至于为什么是0,因为long long int超限了。)

更好的方法(推导)

那么有没有更好的方法吗?

那肯定是有的!

我们都知道二进制是以位数算的,例如:

$(1010)_{2}=1*2^{3}+0*2^{2}+1*2^{1}+0*2^{0}=1*8+0*4+1*2+0*1=(10)_{10}$

我们可以很清楚的发现在二进制中1后面有多少个0就意味着他是2的几次方,例如:

(1)_2=2^0,(10)_2=2^1,(100)_2=2^2,...

那么我们是不是就可以用一种方法让他在后面推进一个“0”。

你一定很快就会想到可以用移位"<<"。

所以我们有了一下公式:2^1=1<<1,2^2=1<<2,...,2^n=1<<n

更好的方法(代码)

有了这个公式,我们的代码就好实现多了:

#include <stdio.h>

int n=10000;
long long int sum;
int main(){
    sum=1<<n;
    printf("%lld\n",sum);
}

注意:(必须要看)

假如要用方法一(普通的做法)的话,它超限只会是0,再继续乘也只会是0,可以看一下图片展示它干了些什么:

假如用方法二(更好的方法),它超限会从1开始重新开始,以看一下图片展示它干了些什么:

(这两张只截取了一部分)

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