使用python实现快速幂算法

2023-04-13 16:33:43 浏览数 (1)

备注:本文完全为chatgpt生成。

快速幂算法(又称二分幂算法)是一种快速计算一个数的正整数次幂的算法,其时间复杂度为O(logn),相较于朴素算法的时间复杂度O(n),有很大的优势。下面是 Python 实现快速幂算法的示例代码:

代码语言:javascript复制
def fast_power(x: int, n: int) -> int:
    """
    使用快速幂算法计算x的n次方
    """
    if n == 0:
        return 1
    elif n % 2 == 0:
        return fast_power(x*x, n//2)
    else:
        return x*fast_power(x*x, (n-1)//2)

该函数的输入参数为 x 和 n,分别表示底数和指数。函数使用递归的方法来计算x^n,当指数为 0 时,返回 1;当指数为偶数时,将指数折半,递归计算x^{n/2}的平方;当指数为奇数时,先将指数减 1,然后递归计算x^{(n-1)/2}的平方,最后再乘以 x。这样就可以将x^n的计算分解成多个x^{n/2}的计算,从而实现了快速幂的效果。

下面是一个简单的示例,调用 fast_power 函数计算 2 的 10 次方:

代码语言:javascript复制
result = fast_power(2, 10)
print(result)  # 输出结果为:1024

可以看到,输出结果为 1024,即 2 的 10 次方的结果。

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