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  • 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;
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xiaoming521/p/14882618.html
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