一、题目:数值的整数次方
在.NET Framework提供的BCL中,Math类实现了一个Pow方法,例如要求2的三次方,可以通过以下代码实现:
double result = Math.Pow(, );
本题就是要实现一个类似于该Pow方法的功能。
二、解决思路与实现
2.1 不加思索的思路
不需要考虑大数问题,可以在30秒内想到的思路如下:
public double Power(double baseNumber,int exponent)
{
double result = ;
for (int i = ; i <= exponent; i++)
{
result = result * baseNumber;
} return result;
}
但是,上面的代码没有考虑到输入的指数(exponent)小于1即是零和负数的时候怎么办,它只考虑了指数是正数的情况。
2.2 全面考虑的思路
(1)当指数为负数的时候:可以先对指数求绝对值,然后算出次方的结果之后再取倒数。
(2)当底数(base)是零且指数是负数的时候:通过全局代码或异常告诉调用者参数有误。
(3)0的0次方的时候:由于0的0次方在数学上是没有意义的,因此无论是输出0还是1都是可以接受的。
public static bool isInvalidInput = false; public static double Power(double baseNumber, int exponent)
{
isInvalidInput = false; // 当底数(base)是零且指数是负数的时候提示参数非法
if (Equals(baseNumber, 0.0) && exponent < )
{
isInvalidInput = true;
return 0.0;
} uint absExponent = (uint)exponent;
if (exponent < )
{
absExponent = (uint)(- * exponent);
} double result = PowerWithUintExponent(baseNumber, absExponent); // 当指数为负数的时候需算出次方的结果之后再取倒数
if(exponent < )
{
result = 1.0 / result;
} return result;
} private static double PowerWithUintExponent(double baseNumber, uint exponent)
{
double result = 1.0;
for (int i = ; i <= exponent; i++)
{
result = result * baseNumber;
} return result;
} /// <summary>
/// 在判断底数base是不是等于0时,不能直接写base==0,
/// 这是因为在计算机内表示小数时(包括float和double型小数)都有误差。
/// </summary>
private static bool Equal(double num1, double num2)
{
if (num1 - num2 > -0.0000001 &&
num1 - num2 < 0.0000001)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
三、单元测试
3.1 测试用例
// 底数、指数都为正数
[TestMethod]
public void PowerTest1()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(, ), );
} // 底数为负数、指数为正数
[TestMethod]
public void PowerTest2()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(-, ), -);
} // 指数为负数
[TestMethod]
public void PowerTest3()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(, -), 0.125);
} // 指数为0
[TestMethod]
public void PowerTest4()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(, ), );
} // 底数、指数都为0
[TestMethod]
public void PowerTest5()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(, ), );
} // 底数为0、指数为正数
[TestMethod]
public void PowerTest6()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(, ), );
} // 底数为0、指数为负数
[TestMethod]
public void PowerTest7()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(, -), );
Assert.AreEqual(PowerHelper.isInvalidInput, true);
}
3.2 测试结果
(1)测试通过结果
(2)代码覆盖率结果