《剑指offer》-[第3章：高质量的代码- 3.3：代码完整性] 题11：数值的整数次方

最新推荐文章于 2024-04-30 16:50:26 发布

原创最新推荐文章于 2024-04-30 16:50:26 发布 · 165 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

数据结构与算法专栏收录该内容

94 篇文章

订阅专栏

本文探讨了保证代码完整性的关键方法，包括功能测试、边界值测试和负面测试的设计，以及错误处理的常见策略。通过具体实例，展示了如何实现一个求幂函数，详细解释了在不同条件下函数的行为和错误处理机制。

1、如何保证代码的完整性？

首先，什么是代码的完整性，代码的完整性是指代码是否完成了基本功能，输入边界值是否能得到正确的输出，是否对不合规范的非法输入进行了合理的错误处理。

那么应该怎么来保证代码的完整性呢？我们通常从功能测试，边界值测试，以及负面测试三个方面来设计测试用例，以保证代码的完整性。
在这里插入图片描述

2、错误处理的方法有哪些？

通常有三种方式来告诉函数的调用者错误信息，第一种是通过函数的返回值。比如window的API中通过返回0表示调用成功，非0表示调用出错；这种方式的缺点是不能把函数的计算结果通过返回值赋值给其他变量或作为参数传递给其他函数。第二种是错误发生时设置一个全局变量，这样，调用者可以通过分析全局变量来得知出错的原因；第三种方式是异常。这三种方式的优缺点对比如下：
在这里插入图片描述

3、问题描述

实现一个函数Power(float base，int exponent)，求base的exponent次方，其中base为浮点数，exponent为整型数。

4、解题思路

思路1：这道题的需要考虑的情况比较复杂，需要考虑base为0和非0，exponent 为正整数、负整数和0的情况：
（1）base为0.0，exponent 为负数，返回错误；
（2）base为0.0，exponent 为0和正数，返回0；
（3）base 非零，exponent 为0，返回1（这里认为0的0次方是1）；
（4）base非零，exponent为正；
（5）base非零，exponent为负，结果为base的exponent的相反数次方的倒数
在计算base非零，exponent为正的情况下的结果时，可以利用分治思想的快速幂方法：
$ifexponent为奇数；base^{exponent}=\begin{cases}base^{exponent/2} \times base^{exponent/2} & if\ exponent为偶数；\\ base^{exponent/2} \times base^{exponent/2} \times base & \ if exponent为奇数；\\ \end{cases}$

5、代码实现

# -*- coding:utf-8 -*-
class Solution:
    def Power(self, base, exponent):
        # write code here
        # 底数为零,指数小于零。
        if  self.Equal(base, 0.0) == True  and exponent < 0:
            return 0   

        #指数为零
        if exponent == 0:
            return 1
        
        if exponent == 1:
            return base
        
        if exponent == -1:
            return 1.0/base
        
        absexponent = exponent
        if exponent < 0:
            absexponent = 0 - exponent
            
        halfexponent = absexponent >> 1
        if exponent < 0:
            halfexponent = 0 - halfexponent
        
        result = self.Power(base, halfexponent)
        
        result *= result
        if exponent & 0x1 == 1:
            if exponent < 0:
                result *= 1.0/base
            else:
                result *= base
        
        
        return result 

    
    def Equal(self, num1, num2):
        if (num1 - num2) > - 0.0000001 and (num1 - num2) < 0.0000001:
            return True
        else:
            return False