zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 求1+2+…+n

      求 1+2+...+n ,要求不能使用乘除法、for、while、if、else、switch、case等关键字及条件判断语句(A?B:C)。

    示例 1:

      输入: n = 3
      输出: 6


    示例 2:

      输入: n = 9
      输出: 45

    方法一:递归

    思路和算法

    试想一下如果不加限制地使用递归的方法来实现这道题,相信大家都能很容易地给出下面的实现(以 C++ 为例):

    int sumNums(int n) {
            return n == 0 ? 0 : n + sumNums(n - 1);
        }

      通常实现递归的时候我们都会利用条件判断语句来决定递归的出口,但由于题目的限制我们不能使用条件判断语句,那么我们是否能使用别的办法来确定递归出口呢?答案就是逻辑运算符的短路性质。

    以逻辑运算符 && 为例,对于 A && B 这个表达式,如果 A 表达式返回False ,那么 A && B 已经确定为False ,此时不会去执行表达式 B。同理,对于逻辑运算符 ||, 对于 A || B 这个表达式,如果 A 表达式返回True ,那么 A || B 已经确定为 True ,此时不会去执行表达式 B。

    int sumNums(int n) {
            n && (n += sumNums(n-1));
            return n;
    }

      

    复杂度分析

      时间复杂度:O(n)。递归函数递归 n 次,每次递归中计算时间复杂度为 O(1),因此总时间复杂度为 O(n)。
      空间复杂度:O(n)。递归函数的空间复杂度取决于递归调用栈的深度,这里递归函数调用栈深度为 O(n),因此空间复杂度为 O(n)。

     

    方法二:快速乘
    思路和算法

      考虑 A 和 B 两数相乘的时候我们如何利用加法和位运算来模拟,其实就是将 B 二进制展开,如果 B 的二进制表示下第 i 位为 1,那么这一位对最后结果的贡献就是 A*(1<<i),即 A<<i。我们遍历 B 二进制展开下的每一位,将所有贡献累加起来就是最后的答案,这个方法也被称作「俄罗斯农民乘法」,感兴趣的读者可以自行网上搜索相关资料。这个方法经常被用于两数相乘取模的场景,如果两数相乘已经超过数据范围,但取模后不会超过,我们就可以利用这个方法来拆位取模计算贡献,保证每次运算都在数据范围内。

     

    int quickMulti(int A, int B) {
        int ans = 0;
        for ( ; B; B >>= 1) {
            if (B & 1) {
                ans += A;
            }
            A <<= 1;
        }
        return ans;
    }

     

      回到本题,由等差数列求和公式我们可以知道 1 + 2 + + n等价于n(n+1)/2​ ,对于除以 2我们可以用右移操作符来模拟,那么等式变成了 n(n+1)>>1,剩下不符合题目要求的部分即为 n(n+1),根据上文提及的快速乘,我们可以将两个数相乘用加法和位运算来模拟,但是可以看到上面的 C++ 实现里我们还是需要循环语句,有没有办法去掉这个循环语句呢?答案是有的,那就是自己手动展开,因为题目数据范围 nn 为 [1,10000],所以 n 二进制展开最多不会超过 14位,我们手动展开 14层代替循环即可,至此满足了题目的要求,具体实现可以参考下面给出的代码。

    int sumNums(int n) {
            int ans = 0, A = n, B = n + 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            (B & 1) && (ans += A);
            A <<= 1;
            B >>= 1;
    
            return ans >> 1;
        }

     

    因上求缘,果上努力~~~~ 作者:每天卷学习,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/BlairGrowing/p/13033591.html

  • 相关阅读:
    Android之帧动画2
    CSS之图片关闭
    JAVA之While语句、Do和For语句
    oracle 无效字符
    java 时间制
    mybatis jdbcType date没有时分秒
    log4j说明
    spy 日志说明
    linux更新系统时间
    linux常用命令2
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/BlairGrowing/p/13033591.html
Copyright © 2011-2022 走看看