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【算法教程】【C/C++】基础数学:快速幂——程序设计思路与代码实现
作者: faryou · 2024-04-07 · via faryou的博客

前言
通常情况下,我们在使用程序进行幂运算时,会利用循环乘法或pow( , )解决。但对于数据非常大的情况,这样做非常影响效率,很容易导致超时。因此,快速幂应运而生。

程序设计思路
快速幂基于二进制进行。通常情况下,我们会将其封装为一个函数binpow( , )。下面举个例子说明其原理:
我们要计算3的13次方,常规做法是:用for循环使一个变量从1开始每次乘3,这里数据小,没有问题,但如果是3100000000呢(不考虑数据溢出)?这样算肯定不对。
快速幂就很好的解决了这个问题,我们可以将3的13次方分解为:
3的13次方 = 3的8次方 3的4次方 3
这样一来,我们只需要计算3的2n次方即可,即每次进行平方运算。节省了大量时间。

代码实现

int quick(int a,int b){//计算a^b
    int res = 1;//从1乘起
    while(b>0){
        if(b&1) res=res*a;//当a(二进制)的这一位是1时,乘a
        a=a*a;//计算a^2
        b>>=1;//答案的一位(二进制)解决
    }
    return res;
}

结语
快速幂在很大程度上提升了效率,使得程序速度更快。我是faryou,再见!