【二分法应用】快速求解一个整数num的N次方

本文介绍了一种使用二进制快速幂算法高效计算整数N次方的方法,通过将指数N转换为二进制形式,利用位操作大幅降低计算次数,算法的时间复杂度从O(N)降低到O(logN)。

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快速求解一个整数num的N次方

题干:快速求解一个整数num的N次方,要求时间复杂度小O(N)。
将N转换为二进制来加速运算:N的二进制形式可以天然把我们乘法的过程划分的十分优良,算法复杂度为O(logN),例子如下:
1075=101001011(75的二进制表达)=1064∗108∗102∗101=101000000∗101000∗1010∗10110^{75} = 10^{1001011(75的二进制表达)}\\ =10^{64}*10^{8}*10^{2}*10^{1}\\ =10^{1000000}*10^{1000}*10^{10}*10^11075=101001011(75)=1064108102101=1010000001010001010101

代码实现如下:

public static int getMultiQuickly(int num, int N){
    int temp = num;
    int res = 1;
    while (N > 0){
      if((N & 1) == 1){
        res *= temp;
      }
      N >>= 1;
      temp = temp *temp;//num num^2 num^4 num^8
    }
    return res;
  }
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