leetcode:Pow(x, n)求X的N次方

快速幂运算的高效实现
本文详细阐述了如何使用二分法实现幂运算的高效计算,包括边界条件处理及特殊情况,如x=1、x=-1和n为负数的情况,并提供了具体的代码实现。

Question:Implement pow(xn).

问题:求X的n次方


思路: 这个题比较简单,但是肯定不能通过遍历的方法求值,需要通过二分法的思想,依次把N往下分,考虑的边界条件(1)x=+1(2)x=-1,n有可能为奇数或者偶数(3)n=0 (3)n=1(4)n=负数

具体实现参考以下代码:

 1 double Pow(double x, int n) {
 2     if (0 == n)
 3         return 1;
 4     if (1 == n) 
 5         return x;
 6     if (abs(x-1)<0.000001) //x=1时
 7         return 1;
 8     if (abs(x + 1) < 0.000001) //x=-1时,n分两种情况
 9         return n&0x1?-1:1;
10     if (n < 0)           //n<0的情况
11         return 1.0/Pow(x, -n);
12     double result = Pow(x, n>>1);  //>>为右移1位,除2操作,效率较高
13     if (n & 0x1){ //n&0x1判断是否为奇数,效率较高
14         return result*result*x;
15     }
16     else{
17         return result*result;
18     }
19 }

 

 

 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/zhaolizhen/p/Pow.html

### C语言实现 以下提供两种C语言实现`pow(x, n)`的代码: #### 递归实现 ```c double myPow(double x, int n){ if (n == 0) return 1.0; if (n == 1) return x; if (n == -1) return 1.0 / x; double half = myPow(x, n / 2); double odevity = myPow(x, n % 2); return odevity * half * half; } ``` 此代码通过递归调用自身来计算`x`的`n`次幂,对于`n`为0、1、 - 1的情况直接返回结果,对于其他情况,将`n`分解为两部分计算,最后相乘得到结果[^2]。 #### 另一种递归实现 ```c double myPow(double x, int n){ if(n == 0 || x == 1){ return 1; } if(n < 0){ return 1/(x*myPow(x,-(n+1))); } if(n % 2 == 0){ return myPow(x*x,n/2); } else{ return x*myPow(x*x,(n - 1)/2); } } ``` 该代码对于`n`为0或者`x`为1的情况直接返回1;当`n`为负数时,将其转换为正数来处理;根据`n`的奇偶性进行不同的递归计算,奇数时多乘一个`x`,偶数时对`x`平方后`n`除2继续递归[^3]。 ### 分析总结 本题是要实现计算`x`的`n`次幂函数`pow(x, n)`。如果直接将`n`个`x`相乘,时间复杂度为$O(n)$,会超时。本题的核心思路是将`n`分解成二进制的数,然后预处理`x`的二进制次方。若`n`的二进制的第`k`位是1,则答案可以乘上`x`的$2^k$次方,而计算`x`的$2^k$次方,只需每次将自身做平方即可,这样可以将时间复杂度优化到$O(log n)$ [^4]。 递归实现的代码逻辑较为清晰,易于理解,但会存在函数调用的开销。在处理负数指数时需要额外的转换操作。同时要注意整数溢出的问题,在处理`n`为`INT_MIN`时可能会出现问题。
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