歐幾里德演算法 冪運算

2021-07-29 23:42:02 字數 783 閱讀 7672

文中x(n) 表示x的n次方;

計算x(n) 的明顯演算法是使用n-1次乘法自乘,有一種遞迴演算法更好:n≤1是這種遞迴的基準情形,否則若n為偶數,我們有x(n) = x(n/2) × x(n/2),若x為奇數,則x(n) = x((n-1)/2)  × x((n-1)/2) × x

例如:為了計算x(62),演算法將如下進行,它只用到9次乘法:

在圖中,第20行到第22行實際上是不需要的,因為如果n=1,那麼27行將做同樣的事情,

第27行還可以寫成:

return pow(x,n-1) * x; 

而不影響程式的正確性。事實上程式仍將以o(log n) 執行,但是下面所有對第24行的修改都是不可取的,最然它們看起來都正確:

1,return pow(pow(x,2),n/2);

2,  return pow(pow(x,n/2),2);

3,  return pow(x,n/2) * pow(x,n/2);

第一行和第二行都是不正確的,因為當n=2時遞迴呼叫pow中有乙個是以2作為第二個引數。這樣程式會有乙個無限迴圈,將不能繼續執行;

第三行會影響程式的效率,因為此時有兩個大小為n/2的遞迴呼叫而不是乙個。

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