50. Pow(x, n)
实现 pow(x, n) ,即计算 x 的 n 次幂函数(即,xn)。
示例 1:
输入:x = 2.00000, n = 10
输出:1024.00000
示例 2:
输入:x = 2.10000, n = 3
输出:9.26100
示例 3:
输入:x = 2.00000, n = -2
输出:0.25000
解释:2-2 = 1/22 = 1/4 = 0.25
解法一:暴力求解
public double myPow(double x, int n) { double sumx = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) sumx *= x; return sumx; }
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(1)
解法二:暴力求解是自下而上的,所以容易造成数据的撑死,但是第二种方法是通过自上而下构造的
public double myPow(double x, int n) { if (n < 0) { return 1.0 / recPow(x, n *= -1); } else if (n > 0) { return recPow(x, n); } return 1.0; } double recPow(double x, int n) { if (n == 0) return 1; double y = recPow(x,n/2); return n%2==0?y*y:y*y*x; }
时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(1)
解法三:牛顿迭代法
牛顿迭代法快速寻找平方根
下面这种方法可以很有效地求出根号a的近似值:首先随便猜一个近似值x,然后不断令x等于x和a/x的平均数,迭代个六七次后x的值就已经相当精确了。
例如,我想求根号2等于多少。假如我猜测的结果为4,虽然错的离谱,但你可以看到使用牛顿迭代法后这个值很快就趋近于根号2了:
( 4 + 2/ 4 ) / 2 = 2.25
( 2.25 + 2/ 2.25 ) / 2 = 1.56944..
( 1.56944..+ 2/1.56944..) / 2 = 1.42189..
( 1.42189..+ 2/1.42189..) / 2 = 1.41423..
….
这种算法的原理很简单,我们仅仅是不断用(x,f(x))的切线来逼近方程x^2-a=0的根。根号a实际上就是x^2-a=0的一个正实根,这个函数的导数是2x。也就是说,函数上任一点(x,f(x))处的切线斜率是2x。那么,x-f(x)/(2x)就是一个比x更接近的近似值。代入f(x)=x^2-a得到x-(x^2-a)/(2x),也就是(x+a/x)/2。
同样的方法可以用在其它的近似值计算中。Quake III的源码中有一段非常牛B的开方取倒函数。
int mysqrt(int x){ double tmpx = x; double k = 1.0; double k0 = 0.0; while(abs(k0-k) >= 1){ k0 = k; k = (k + tmpx/k)/2; } return (int)k; }