一,两种不同的求幂运算
求解x^n(x 的 n 次方)
①使用递归,代码如下:
private static long pow(int x, int n){
if(n == 0)
return 1;
if(n == 1)
return x;
if(n % 2 == 0)
return pow(x * x, n / 2);
else
return pow(x * x, n / 2) * x;
}
分析:
每次递归,使得问题的规模减半。2到6行操作的复杂度为O(1),第7行pow函数里面的x*x操作复杂度为O(1)
故时间复杂度公式:T(N)=T(N/2)+O(1) => T(N)=O(logN)
②普通方式求幂
private static long pow2(int x, int n){
if(x == 0)
return 0;//0^n == 0
long p = 1;
for(int i = 0; i < n; i++)
p *= x;
return p;
}
显然,时间复杂度为O(N)
二,求解多项式乘法
公式:f(x,n) = a(0)x^0 + a(1)x^1 + a(2)x^2+...+a(n)x^n
比如:f(10,4)=a(0)10^0 + a(1)10^1 + a(2)10^2 + a(3)10^3+a(4)10^4
代码如下:
public static long poly(int[] arr, int x, int n){
long sum = 0;
for(int i = 0; i <= n; i++){
sum += arr[i] * pow(x, i);
}
return sum;
} private static long pow(int x, int n){
if(n == 0)
return 1;
if(n == 1)
return x;
if(n % 2 == 0)
return pow(x * x, n / 2);
else
return pow(x * x, n / 2) * x;
}
Horner法则求解多项式乘法,参考:
public static long poly2(int[] arr, int x, int n){//arr存储系数, x 表示基数, n 表示幂
long poly = 0;
for(int i = n; i >= 0; i--)
poly = poly * x + arr[i];
return poly;
}
对比采用Horner法则计算多项式乘法与这篇文章: 字符串转换成数字
public int atoi(char[] s){
int result = 0;
for(int i = 0; i < s.length; i++)
result = result * 10 + s[i] - '0';// 相当于 poly2(...)中的 x=10
return result;
}
可以看出,二者有很大的相似性。其实,不难看出,字符串转换成数字使用的正是Horner法则。
由此,得到启发,在进制转换中,如:八进制转十进制,相当于 x = 8。
故可写出一个常用的进制转换程序,如下:
//x 表示进制, 若x=8,表示将8进制转换成10进制
public static long convert(char[] arr, int x){
long result = 0;
for(int i = 0; i < arr.length; i++)
result = result * x + arr[i] - '0';
return result;
} //str 表示原来进制的数,如:convert("456", 8) 456 --> 302
public static long convert2(String str, int x){
long result = 0;
for(int i = 0; i < str.length(); i++)
result = result * x + Integer.valueOf(str.charAt(i) - '0');
return result;
}
十六进制转十进制,相当于 x = 16。
public static long convert2(String str, int x){//x = 16
long result = 0;
char c;
str = str.toUpperCase();//"abF8"-->"ABF8"
for(int i = 0; i < str.length(); i++)
{
c = str.charAt(i);
if(c >= 'A' && c <= 'F')
result = result * x + (c - 'A') + 10;
else
result = result * x + c - '0';
}
return result;
}
因此,进制转换、字符串转换成数字、多项式求值都可以使用Horner法则来求解。