leetecode29. 两数相除

题目描述

QQ截图20190318133532.png

解题思路:

1.本题不允许采用除法直接计算。所以我们可以采用加法逼近的方法 。也就是把多少个除数相加以后最近接被除数 则得到的多少个除数的这个数字就是相除后的商举例来说,例如 23/3=7 这个除法我们就是让 3+3+3+ 。。。。。+3 N个3相加得到不大于23且最接近23 的的数字时候,这个时候需要用到的数字N就是商,这里我们可以看到3X7=21 3X8=24 即商为7 即7个3累加的时候最接近23且 余数2 。

2.如何找到数字N呢,如果采用一个循环不停地做3的累加直到最近接被除数为止的话这样可以得到答案但是需要循环 23/3次复杂度为O(N)显然计算速度太慢。有没有更快的办法的呢?可以采用类似折半查找的办法,这里我们可以用翻倍逼近的办法来做如下操作。用被除数不断地乘上2做数字的翻倍的操作直到超过被除数后 ,然后对剩下的余数做类似操作 ,直至得到的余数小于被除数或者为0 回到例子来说 23/3 :
a . 3翻倍:3•2=6 余数17
b. 再次翻倍 6•2=12 ; 余数11
c. 再次翻倍128•2=24 此时24 大于23 了 返回b 此时3×2^2 余数为11 加权值p=2
d 用11/3继续上述操作直至余数小于3 此时为3×2^1 余数为5 加权值p=1,
5/3 继续上述操作直至余数小于3 此时为3*2^0 余数为2 此时循环结束 加权值p=0 每一步得到一个每一位数的权值序列:【2,1,0】
最后商的数字为2^2 + 2^1 + 2^0 = 4+2+1 =7

具体代码为

def divide(self, dividend, divisor):
        """
        :type dividend: int
        :type divisor: int
        :rtype: int
        """
        sign = -1 if (divisor>0)^(dividend>0)  else 1
        if abs(dividend)<abs(divisor) : return  0
        if abs(dividend)== abs(divisor) :return sign
        #r 是余数 ,n是除数 bit记录每一个加权位指数位数例如
        # 23/3  23=3*2^2+3*2^1 +3*2^0 =21 最后余2 商为2^2+2^1+2^0 = 7 3*7=21 余数2
        def recurvediv(r,n,bit):
            if r<n :return
            i = 0
            divsor = n
            maxval = 0
            while(divsor<=r):
                if divsor <=r:
                    i+=1
                    maxval = divsor
                divsor<<=1

            r = r-maxval
            bit.append(i)
            recurvediv(r,n,bit)
        res = []
        result = 0
        recurvediv(abs(dividend),abs(divisor),res)
        for i in res:
            result += 2**(i-1)
        result*=sign    
        if result >=-1*2**31 and result <=2**31-1:
            return result
        else:
            return 2**31-1

总结

采用翻倍的办法后计算的循环的次数可以N= lg(N/2)+lg(N/4) +.....+lg(1)~O(lg(N)*lg(N))显然比单个累加要好很多,本算法采用递归最大递归嵌套层数为lg(N/2)所以如果计算数字较大应考虑递归超限制问题。可一将递归改为迭代。

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