倍增法 29. 两数相除(C语言)

本文详细解析了一种实现整数除法的算法,通过逐步减小被除数直到小于除数来计算商,特别讨论了边界情况如除数为1或-1时的处理方式。算法使用C语言实现,并考虑了正负数运算和溢出问题。

参考:https://leetcode-cn.com/problems/divide-two-integers/solution/po-su-de-xiang-fa-mei-you-wei-yun-suan-mei-you-yi-/

参考:https://leetcode-cn.com/problems/divide-two-integers/solution/bei-zeng-fa-by-huhudaya/ 

int divide(int dividend, int divisor){
    int count=0,flag=1;
    if(dividend==0)return 0;
    if(divisor == -1){
        if(dividend>INT_MIN) return -dividend;// 只要不是最小的那个整数,都是直接返回相反数就好啦
        return INT_MAX;// 是最小的那个,那就返回最大的整数啦
    }
    if(divisor==1)
    {
       if(dividend>INT_MAX) return INT_MAX;// 只要不是最小的那个整数,都是直接返回相反数就好啦
       return dividend;
    }
    if((dividend>0&&divisor<0)||(dividend<0&&divisor>0))flag=0;
    long a = dividend;
    long b = divisor;
    a = a>0?a:-a;
    b = b>0?b:-b;
    count=div1(a,b);
    if(flag)
    return count>INT_MAX?INT_MAX:count;
    else
    return -count;
}

int div1(long a,long b){
    int count=0;
    while(a>=b){
        int i=1;
        long tmp=b;//tmp起始一直是b,之后尝试增大
        while(a>=tmp){
            count=count+i;//尝试找出最大的除数
            a=a-tmp;
            tmp<<=1;
            i<<=1;          
        }
        //count++;
        //a-=b;
    }
    return count;
}

 

LeetCode 29两数相除的 C 语言实现代码如下: ```c int divide(int dividend, int divisor){ int cnt = 0; int sign = 1; if ((dividend ^ divisor) < 0) { // 两数任意一个为负数 sign = -1; } if (divisor == INT_MIN) { // 除数边界值特殊处理 if (dividend == INT_MIN) { return 1; } else { return 0; } } if (dividend == INT_MIN) { // 被除数边界值特殊处理 if (divisor == -1) { return INT_MAX; } else if (divisor == 1) { return INT_MIN; } dividend += abs(divisor); // 先执行一次加操作,避免abs转换溢出 cnt++; } int a = abs(dividend); int b = abs(divisor); while (a >= b) { int c = 1; int s = b; // 需指数级快速逼近,以避免执行超时 while (s < (a >> 1)) { // 逼近至一半,同时避免溢出 s += s; c += c; } cnt += c; a -= s; } return (sign == -1) ? -cnt : cnt; } ``` ### 代码分析 1. **符号判断**:通过`(dividend ^ divisor) < 0`判断两数是否异号,若异号则商为负数,`sign`置为 -1,否则为 1 [^3]。 2. **边界值处理**: - 当除数为`INT_MIN`时,如果被除数也是`INT_MIN`,商为 1;否则商为 0 [^3]。 - 当被除数为`INT_MIN`时,如果除数为 -1,根据题目要求返回`INT_MAX`;如果除数为 1,返回`INT_MIN`。同时为避免`abs`转换溢出,先让被除数加上除数的绝对值,并将计数器`cnt`加 1 [^3]。 3. **计算商**: - 取被除数和除数的绝对值`a`和`b`。 - 使用两层循环,外层循环条件是`a >= b`,内层循环通过指数级快速逼近的方式,让`c`记录当前倍数,`s`记录当前逼近的除数倍数,避免执行超时。 - 内层循环结束后,将`c`累加到`cnt`中,并从`a`中减去`s` [^3]。 4. **返回结果**:根据`sign`的值返回最终的商,若`sign`为 -1 则返回`-cnt`,否则返回`cnt` [^3]。 ### 总结 此算法主要处理了两数相除时的边界情况,如除数或被除数为`INT_MIN`。通过异或运算判断符号,利用指数级快速逼近的方法避免了执行超时问题。在处理边界值时要格外小心,防止整数溢出。
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