4.13 快速幂算法(如果数字较大)
计算Pow(x,n)
常规算法:暴力循环
时间复杂度O(n)
空间复杂度O(1)
goal:寻找时间复杂度更小的算法,即O(logn)(最常见的O(logn)算法就是二分算法)由此想到递归算法
递推算法:
出口x=n;
递推关系f(n)=f(n/2)*f(n/2)
class Solution {
public double myPow(double x, int n) {
long N = n;
return N >= 0 ? quickMul(x, N) : 1.0 / quickMul(x, -N);
}
public double quickMul(double x, long N) {
if (N == 0) {
return 1.0;
}
double y = quickMul(x, N / 2);
return N % 2 == 0 ? y * y : y * y * x;
}
}
时间复杂度:O(logn),即为递归的层数。
空间复杂度:O(logn),即为递归的层数。这是由于递归的函数调用会使用栈空间
写代码的时候根据出口和关系式写就行
快速幂算法:
class Solution {
public double myPow(double x, int n) {
long N = n;
return N >= 0 ? quickMul(x, N) : 1.0 / quickMul(x, -N);
}
public double quickMul(double x, long N) {
double ans = 1.0;
// 贡献的初始值为 x
double x_contribute = x;
// 在对 N 进行二进制拆分的同时计算答案
while (N > 0) {
if (N % 2 == 1) {
// 如果 N 二进制表示的最低位为 1,那么需要计入贡献
ans *= x_contribute;
}
// 将贡献不断地平方
x_contribute *= x_contribute;
// 舍弃 N 二进制表示的最低位,这样我们每次只要判断最低位即可
N /= 2;
}
return ans;
}
}
时间复杂度:O(logn),即为对 n 进行二进制拆分的时间复杂度。
空间复杂度:O(1)。
解释代码:
把幂化成二进制形式,从右往左看,每移动一位,x_contribute*=x_contribute,即贡献值乘方
如果N%2==1,就代表这一位需要加上目前的贡献值

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