来源:力扣(LeetCode)
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题目描述
给定两个整数,被除数 dividend 和除数 divisor。将两数相除,要求不使用乘法、除法和 mod 运算符。
返回被除数 dividend 除以除数 divisor 得到的商。
整数除法的结果应当截去(truncate)其小数部分,例如:truncate(8.345) = 8 以及 truncate(-2.7335) = -2
示例 1: 输入: dividend = 10, divisor = 3 输出: 3 解释: 10/3 = truncate(3.33333..) = truncate(3) = 3 示例 2: 输入: dividend = 7, divisor = -3 输出: -2 解释: 7/-3 = truncate(-2.33333..) = -2 提示: 被除数和除数均为 32 位有符号整数。 除数不为 0。 假设我们的环境只能存储 32 位有符号整数,其数值范围是 [−231, 231 − 1]。本题中,如果除法结果溢出,则返回 231 − 1。
解题思路
很有价值的一道题,由于限制了不能使用long 和除法,需要考虑各种边界问题和使用减法或者位运算来代替。
首先判断边界,已知除数不为0:
在被除数等于-231时,如果除数是1,则返回-231,如果除数是-1则返回溢出,也就是231-1。
如果除数是-231判断被除数是否为-231如果是,则返回1,如果不是则返回0。
被除数是0时,返回0。
然后解决符号的问题,如果两数同号为正异号为负,并且int中负数域比正数大,可以避免溢出,所以全部转换为负数,最后再根据原始符号的结果重新赋符号。
最暴力的想法是将被除数不断的减去除数并且计数,计数就是商,不出所料的超时了。
采用快速加法的思想,建立一个除数集,下标为n就表示除数左移n个位置,也就是除数 * 2n-1这个数,要注意除数集的元素也可能在计算过程溢出,要进行判断,然后逆序将其被被除数减去,如果减去结果小于等于0,则表示这个数也是商的一部分,加入计数。
代码展示
class Solution { public: int divide(int dividend, int divisor) { int iRet = 0; bool bMinus = false; if(dividend == INT_MIN) { if(divisor == 1) return INT_MIN; if(divisor == -1) return INT_MAX; } if(divisor == INT_MIN) { if(dividend == INT_MIN) return 1; else return 0; } if(dividend == 0) return 0; if(dividend > 0) { bMinus = !bMinus; dividend = -dividend; } if(divisor > 0) { bMinus = !bMinus; divisor = -divisor; } vector<int> divisors = {divisor}; while(dividend - divisors.back() <= divisors.back()) { divisors.push_back(divisors.back() + divisors.back()); } for(int i = divisors.size() - 1; i >= 0; i--) { if(dividend - divisors[i] <= 0) { dividend -= divisors[i]; iRet += 1 << i; } } return bMinus? -iRet: iRet; } };
运行结果