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11
# 16. 数值的整数次方
22

3-
[NowCoder](https://www.nowcoder.com/practice/1a834e5e3e1a4b7ba251417554e07c00?tpId=13&tqId=11165&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking&from=cyc_github)
3+
## 题目链接
4+
5+
[牛客网](https://www.nowcoder.com/practice/1a834e5e3e1a4b7ba251417554e07c00?tpId=13&tqId=11165&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking&from=cyc_github)
46

57
## 题目描述
68

7-
给定一个 double 类型的浮点数 base 和 int 类型的整数 exponent,求 baseexponent 次方。
9+
给定一个 double 类型的浮点数 x和 int 类型的整数 n,求 xn 次方。
810

911
## 解题思路
1012

11-
下面的讨论中 x 代表 base,n 代表 exponent。
13+
<!-- <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?x^n=\left\{\begin{array}{rcl}x^{n/2}*x^{n/2}&&{n\%2=0}\\x*(x^{n/2}*x^{n/2})&&{n\%2=1}\end{array}\right." class="mathjax-pic"/></div> <br> -->
14+
15+
最直观的解法是将 x 重复乘 n 次,x\*x\*x...\*x,那么时间复杂度为 O(N)。因为乘法是可交换的,所以可以将上述操作拆开成两半 (x\*x..\*x)\* (x\*x..\*x),两半的计算是一样的,因此只需要计算一次。而且对于新拆开的计算,又可以继续拆开。这就是分治思想,将原问题的规模拆成多个规模较小的子问题,最后子问题的解合并起来。
16+
17+
本题中子问题是 x<sup>n/2</sup>,在将子问题合并时将子问题的解乘于自身相乘即可。但如果 n 不为偶数,那么拆成两半还会剩下一个 x,在将子问题合并时还需要需要多乘于一个 x。
18+
1219

13-
<!--<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?x^n=\left\{\begin{array}{rcl}(x*x)^{n/2}&&{n\%2=0}\\x*(x*x)^{n/2}&&{n\%2=1}\end{array}\right." class="mathjax-pic"/></div> <br>-->
1420

15-
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/48b1d459-8832-4e92-938a-728aae730739.jpg" width="330px"> </div><br>
21+
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/image-20201105012506187.png" width="400px"> </div><br>
1622

1723

1824
因为 (x\*x)<sup>n/2</sup> 可以通过递归求解,并且每次递归 n 都减小一半,因此整个算法的时间复杂度为 O(logN)。
1925

2026
```java
21-
public double Power(double base, int exponent) {
22-
if (exponent == 0)
23-
return 1;
24-
if (exponent == 1)
25-
return base;
27+
public double Power(double x, int n) {
2628
boolean isNegative = false;
27-
if (exponent < 0) {
28-
exponent = -exponent;
29+
if (n < 0) {
30+
n = -n;
2931
isNegative = true;
3032
}
31-
double pow = Power(base * base, exponent / 2);
32-
if (exponent % 2 != 0)
33-
pow = pow * base;
34-
return isNegative ? 1 / pow : pow;
33+
double res = pow(x, n);
34+
return isNegative ? 1 / res : res;
35+
}
36+
37+
private double pow(double x, int n) {
38+
if (n == 0) return 1;
39+
if (n == 1) return x;
40+
double res = pow(x, n / 2);
41+
res = res * res;
42+
if (n % 2 != 0) res *= x;
43+
return res;
3544
}
3645
```
3746

@@ -40,4 +49,5 @@ public double Power(double base, int exponent) {
4049

4150

4251

52+
4353
<div align="center"><img width="320px" src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/githubio/公众号二维码-2.png"></img></div>

notes/16. 数值的整数次方.md

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# 16. 数值的整数次方
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## 题目描述
68

7-
给定一个 double 类型的浮点数 base 和 int 类型的整数 exponent,求 baseexponent 次方。
9+
给定一个 double 类型的浮点数 x和 int 类型的整数 n,求 xn 次方。
810

911
## 解题思路
1012

11-
下面的讨论中 x 代表 base,n 代表 exponent。
13+
<!-- <div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?x^n=\left\{\begin{array}{rcl}x^{n/2}*x^{n/2}&&{n\%2=0}\\x*(x^{n/2}*x^{n/2})&&{n\%2=1}\end{array}\right." class="mathjax-pic"/></div> <br> -->
14+
15+
最直观的解法是将 x 重复乘 n 次,x\*x\*x...\*x,那么时间复杂度为 O(N)。因为乘法是可交换的,所以可以将上述操作拆开成两半 (x\*x..\*x)\* (x\*x..\*x),两半的计算是一样的,因此只需要计算一次。而且对于新拆开的计算,又可以继续拆开。这就是分治思想,将原问题的规模拆成多个规模较小的子问题,最后子问题的解合并起来。
16+
17+
本题中子问题是 x<sup>n/2</sup>,在将子问题合并时将子问题的解乘于自身相乘即可。但如果 n 不为偶数,那么拆成两半还会剩下一个 x,在将子问题合并时还需要需要多乘于一个 x。
18+
1219

13-
<!--<div align="center"><img src="https://latex.codecogs.com/gif.latex?x^n=\left\{\begin{array}{rcl}(x*x)^{n/2}&&{n\%2=0}\\x*(x*x)^{n/2}&&{n\%2=1}\end{array}\right." class="mathjax-pic"/></div> <br>-->
1420

15-
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/48b1d459-8832-4e92-938a-728aae730739.jpg" width="330px"> </div><br>
21+
<div align="center"> <img src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/image-20201105012506187.png" width="400px"> </div><br>
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1723

1824
因为 (x\*x)<sup>n/2</sup> 可以通过递归求解,并且每次递归 n 都减小一半,因此整个算法的时间复杂度为 O(logN)。
1925

2026
```java
21-
public double Power(double base, int exponent) {
22-
if (exponent == 0)
23-
return 1;
24-
if (exponent == 1)
25-
return base;
27+
public double Power(double x, int n) {
2628
boolean isNegative = false;
27-
if (exponent < 0) {
28-
exponent = -exponent;
29+
if (n < 0) {
30+
n = -n;
2931
isNegative = true;
3032
}
31-
double pow = Power(base * base, exponent / 2);
32-
if (exponent % 2 != 0)
33-
pow = pow * base;
34-
return isNegative ? 1 / pow : pow;
33+
double res = pow(x, n);
34+
return isNegative ? 1 / res : res;
35+
}
36+
37+
private double pow(double x, int n) {
38+
if (n == 0) return 1;
39+
if (n == 1) return x;
40+
double res = pow(x, n / 2);
41+
res = res * res;
42+
if (n % 2 != 0) res *= x;
43+
return res;
3544
}
3645
```
3746

@@ -40,4 +49,5 @@ public double Power(double base, int exponent) {
4049

4150

4251

52+
4353
<div align="center"><img width="320px" src="https://cs-notes-1256109796.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/githubio/公众号二维码-2.png"></img></div>
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