公式求幂→二分求幂→快速求幂→快速求幂取模
等不急的可以直接下拉到最后看快速幂取模。
直接用C语言的库函数
pow()
(别忘了它的头文件
#include
),似乎很简单,但是它的时间复杂度高达O(n)。
显然,这很容易超时。
于是有了下面的二分求幂(时间复杂度O(lgn))
二分求幂的原理可以用下面这张图表示
用递归来实现,虽然代码有点长,但是很好理解
int pow(int a,int n)
{
if(n==0)
return 1;
if(n==1)
return a;
int result=pow(a,n/2);
result=result*result;
if(n%2==1)
result=result*a;
return result;
}
用非递归,更加简洁
int pow(int a,int n)
{
int result=1;
while(n!=0)
{
if(n%2==1)
result=result*a;
a=a*a;
n=n/2;
}
return result;
}
快速幂顾名思义比二分幂又快一些,
快速幂借助了强大的位运算,时间复杂度达到O(log₂N)。
位运算
http://baike.baidu.com/view/379209.htm
原理其实不难理解,用的还是小学生的公式。
例如 求a的11次方
11的二进制是1011
11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1
因此,我们将a¹¹转化为算
用非递归的代码实现
int pow(int a,int n)
{
int result=1,flag=a;
while(n!=0)
{
if(n&1)
result=result*flag;
flag=flag*flag;
n=n>>1;
}
return result;
}
当然还能用递归来实现,但是太复杂,我没学会…
刷题中让直接求幂的不多,求幂后取模的却不少,毕竟求幂结果太大了。
水平所限,只会用二分幂取模,时间复杂度与二分幂一样O(lgn)。
基本可以在各种比赛中顺利通过,也是目前比较常用的方法
原理同样很简单,都是小学学过的:积的取余等于取余的积取余
接下来用代码实现
int pow(int a,int n,int b)
{
int result=1;
a=a%b;
while(n>0)
{
if(n%2==1)
result=result*a%b;
n=n/2;
a=a*a%b;
}
return result;
}
影响计算机效率的是运算次数,而不是运算结果。
所以前面几个算法都是通过增大运算结果,减少运算次数,提高计算机效率。