快速幂
2013-04-20 16:42
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快速幂,顾名思义就是快速求幂,时间复杂度可以从常规的O(n)下降到O(lgn)。
对于a^b这样的式子,快速幂的原理就是把b转换成二进制表示,例如:若b=11,则其二进制表示为1011,解析为11 = 2^3*1 + 2^2*0 + 2^1*1 + 2^0*1,所以:
a^11 = a^(2^0+2^1+2^3)= a^(2^0) * a^(2^1) * a^(2^3)
可以很明显地看到,原本需要迭代11次的过程,现在只需要迭代4次(有1次是0没有表示出来)。所以,对于幂为n的情况,迭代次数就从n下降到了log2(n)。
另外,借助C++中强大的位操作,在实际中时间的优化效果会更加好,各种版本的代码可以参考下面的:
常规求幂:
快速求幂(一般):
快速求幂(位操作):
对于a^b这样的式子,快速幂的原理就是把b转换成二进制表示,例如:若b=11,则其二进制表示为1011,解析为11 = 2^3*1 + 2^2*0 + 2^1*1 + 2^0*1,所以:
a^11 = a^(2^0+2^1+2^3)= a^(2^0) * a^(2^1) * a^(2^3)
可以很明显地看到,原本需要迭代11次的过程,现在只需要迭代4次(有1次是0没有表示出来)。所以,对于幂为n的情况,迭代次数就从n下降到了log2(n)。
另外,借助C++中强大的位操作,在实际中时间的优化效果会更加好,各种版本的代码可以参考下面的:
常规求幂:
int pow1( int a, int b ) { int r = 1; while( b-- ) r *= a; returnr; }
快速求幂(一般):
int pow2( int a, int b ) { int r = 1, base = a; while( b != 0 ) { if( b % 2 ) r *= base; base *= base; b /= 2; } returnr; }
快速求幂(位操作):
int pow3( int a, int b ) { int r = 1, base = a; while( b != 0 ) { if( b & 1 ) r *= base; base *= base; b >>= 1; } returnr; }
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