POJ1001 Exponentiation

本文提供了一种计算实数的整数次幂的有效算法,并通过POJ1001进行了验证。该算法能够准确处理包括小数在内的各种实数输入,并能够正确输出其指定次幂的结果。
//4_7_25:	Exponentiation 求实数R的n此方 POJ1001
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
	int i,j,k,n,cnt,start,end,sign,dec,temp,carry,Integer;
	int R[10],ans[200],tep[200],ans_cnt,tep_cnt;
	char str[10];
	while(scanf("%s%d",str,&n) != EOF)
	{
		i = 0;
		cnt = 0;
		Integer = 0;
		start = 0;
		while(str[start] == '0' || str[start] == '.')	start ++;
		end = strlen(str) - 1;
		while(str[end] == '0' || str[end] == '.')		end --;
		while(str[i])
		{
			if(str[i] == '.')
			{
				sign = i;
				break;
			}
			i++;
		}
		if(i == strlen(str))	sign = i;	//这个数连点都没有
		if(sign > end)
		{
			Integer = 1;
			for(i = start ;i < sign;i ++)	R[cnt++] = (int)(str[i] - '0');
		}
		else if(end > sign)
		{
			for(i = start;i <= end;i ++)	
				if(str[i] != '.')	
					R[cnt++] = (int)(str[i] - '0');
			dec = end - sign;
		}
		for(i = 0,j = cnt - 1;i < j;i ++,j --)
		{
			temp = R[i];
			R[i] = R[j];
			R[j] = temp;
		}
		for(i = 0;i < cnt;i ++)	ans[i] = R[i];
		ans_cnt = cnt;
		for(k = 1;k < n;k ++)
		{
			for(i = 0;i < ans_cnt;i ++)			tep[i] = ans[i];
			tep_cnt = ans_cnt;
			for(i = 0;i < cnt + tep_cnt;i ++)	ans[i] = 0;
			for(i = 0;i < cnt;i ++)
			{
				carry = 0;
				for(j = 0;j < tep_cnt;j ++)
				{
					temp = carry;
					carry	   = (ans[i + j] + tep[j] * R[i] + temp) / 10;
					ans[i + j] = (ans[i + j] + tep[j] * R[i] + temp) % 10;
				}
				if(carry)
				{
					ans[i + j] = carry;
					ans_cnt = i + j + 1;
				}
				else	ans_cnt = i + j;
			}
		}
		if(Integer)
		{
			for(i = ans_cnt - 1;i >= 0;i --)	printf("%d",ans[i]);
			printf("\n");
			continue;
		}
		if(ans_cnt > dec * n)
		{
			for(i = ans_cnt - 1;i >= dec * n;i --)	printf("%d",ans[i]);
			printf(".");
			for(;i >= 0;i --)						printf("%d",ans[i]);
			printf("\n");
		}
		else
		{
			printf(".");
			for(i = 0;i < dec * n - ans_cnt;i ++)	printf("0");
			for(i = ans_cnt - 1;i >=0;i --)			printf("%d",ans[i]);
			printf("\n");
		}
	}
	return 0;
}
/*测试结果:通过POJ1001检测
10 12
1000000000000
1.0100 12
1.126825030131969720661201
0.0123 6
.000000000003462825991689
98.0 3
941192
0.4321 20
.00000005148554641076956121994511276767154838481760200726351203835429763013462401
^Z
请按任意键继续. . .
*/

POJ1001Exponentiation)是一道经典的编程题目,要求实现一个高精度的幂运算。输入包括一个浮点数 R(基数)和一个整数 n(指数),输出是 R 的 n 次方的结果,并且结果需要去除末尾的无效零和可能的无效小数点[^1]。下面是一个使用 C++ 编写的示例解决方案,它利用字符串处理和大数乘法来实现高精度计算。 ### 核心思路 1. **输入处理**:读取浮点数 `R` 和整数 `n`。 2. **小数点处理**:将 `R` 转换为整数形式,计算小数点后的位数,并调整最终结果的小数位数。 3. **快速幂乘法**:使用大数乘法实现幂运算。 4. **结果处理**:去除末尾的无效零,输出格式化的结果。 ### C++ 示例代码 ```cpp #include <iostream> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; // 大数乘法函数 string multiply(const string &a, const string &b) { string result(a.size() + b.size(), '0'); for (int i = a.size() - 1; i >= 0; --i) { for (int j = b.size() - 1; j >= 0; --j) { int product = (a[i] - '0') * (b[j] - '0') + (result[i + j + 1] - '0'); result[i + j + 1] = (product % 10) + '0'; result[i + j] += product / 10; } } // 去除前导零 size_t start_pos = result.find_first_not_of('0'); if (start_pos != string::npos) { result = result.substr(start_pos); } else { return "0"; } return result; } // 去除末尾的零和无效小数点 string formatResult(const string &s, int decimalDigits) { string result = s; if (decimalDigits > 0) { if (result.size() <= decimalDigits) { result.insert(0, decimalDigits + 1 - result.size(), '0'); result.insert(0, "0."); } else { result.insert(result.size() - decimalDigits, "."); } } // 去除末尾无效零 result.erase(result.find_last_not_of('0') + 1); if (result.back() == '.') { result.pop_back(); } return result; } int main() { string r; int n; while (cin >> r >> n) { // 处理输入中的小数点 int decimalDigits = 0; size_t dotPos = r.find('.'); if (dotPos != string::npos) { decimalDigits = r.size() - dotPos - 1; r.erase(dotPos, 1); } // 计算新的小数位数 decimalDigits *= n; // 快速幂计算 string result = "1"; for (int i = 0; i < n; ++i) { result = multiply(result, r); } // 格式化输出结果 cout << formatResult(result, decimalDigits) << endl; } return 0; } ``` ### 代码说明 - **大数乘法**:`multiply` 函数实现了两个字符串表示的大数相乘,并返回结果字符串。 - **结果格式化**:`formatResult` 函数处理最终结果,去除末尾的零并正确放置小数点。 - **输入处理**:代码通过字符串操作将输入中的小数点去除,并调整最终结果的小数位数。 ### 示例输入输出 输入: ``` 95.123 12 ``` 输出: ``` 548815620517731830194541.899025343415715973535967221869852721 ```
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