求1~n的连加之和
求n的连加之和,有以下思路
1,常规思路
intsum = 0; inti = 1; for(i = 1;i <= n;i++) sum += i; returnsum;
使用for循环完成连加操作
2,公式法
intsumNums(intn){ return (1 + n) * n / 2; }
使用前n项和的求和公式 n * (n + 1) / 2;
3,递归方法
以逻辑运算符&&为例,对于 A && B这个表达式,如果A的返回值为 False ,此时不会去执行表达式B。
利用这个特性,我们可以将判断是否为递归的出口看做 A && B 中的 A 部分,递归的主体函数看成是 B 部分。如果不是递归出口,则返回 True ,并继续执行表达式的 B部分,否则递归结束。
intsumNums(intn){ n && (n += sumNums(n-1)); returnn; }
4,快速乘
考虑 A 和 B 两数相乘的时候我们将利用加法和位运算来模拟,其实就是将 B 二进制展开,如果 B 的二进制下表示第 i 位为 1,那这一位对最后结果的贡献就是 A * ( 1 << i) ,即 A << i
我们遍历 B 二进制下展开的每一位,将所以贡献累加起来就是 最后的答案,这个方法也被称为 【俄罗斯农民乘法】。经常被用于两数相乘取模的场景,感兴趣的读者可以自行去了解一下。
相关代码实现:
intquickMulti(intA ,intB) { intans = 0; for(; B ;B >> 1) { if(B & 1) ans += A; A << 1; } returnans; }
我们可以利用这个方法来拆位取模计算,保证每次运算都在数据范围内。
由数列求和公式我们可知 : (n + 1) * n / 2
等价于 n (n + 1) >> 1
我们可以将两个数相乘用加法和位运算来实现,但是还是需要循环语句,由于题目所给的范围是【1 , 10000】,即二进制展开不会超过14位,所以我们可以自己手动展开 。
classSolution { public: intsumNums(intn) { intans = 0, A = n, B = n + 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; (B & 1) && (ans += A); A <<= 1; B >>= 1; returnans >> 1; } };
231. 2 的幂 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
方法一,穷举法
使用for循环进行判断
boolisPowerOfTwo(intn){ inti; unsignedintk = 1; if(n < 0) returnfalse; if(n == 1) returntrue; for(i = 1;i <= 31;i++) { k *= 2; if(k == n) returntrue; } returnfalse; }
方法二
boolisPowerOfTwo(intn){ if(n == 0) returnfalse; intx = (int)(log2(n) / log2(2) + 1e-8); returnfabs(n-pow(2,x)) < 1e-8; }
将原式进行对数运算,得到如上结果,进行浮点数判断
方法三,二进制表示
一个数n是2的幂,当且仅当n是正整数,并且n的二进制表示中仅含一个1
我们可以考虑使用位运算,将n的二进制中表示最低位的那个1提取出来,再判断剩下的数是否为0即可
(1),n & (n - 1)== 0
(2),n & ( -n ) == n
boolisPowerOfTwo(intn){ returnn > 0 && (n & (n-1)) == 0; }
231. 2 的幂 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
方法一
类比上面的二次幂,可以使用穷举法
方法二
对原式进行数学运算,然后进行浮点数精度判断
boolisPowerOfThree(intn){ if(n == 0) returnfalse; intx = (int)(log(n) / log(3) + 1e-8); returnfabs(n-pow(3,x)) < 1e-8; }
342. 4的幂 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
如果一个数是4的幂,也一定是2的幂
1492. n 的第 k 个因子 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
方法一,枚举法
intkthFactor(intn, intk){ inti = 0; for(i = 1;i <= n;i++) { if(n % i == 0) k--; if(k == 0) returni; } return-1; }
367. 有效的完全平方数 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
方法一,使用函数进行判断
#include <math.h> boolisPerfectSquare(intnum){ if(sqrt(num) == (int)sqrt(num)) returntrue; returnfalse; }
方法二:暴力枚举
boolisPerfectSquare(intnum){ longx = 1,square = 1; while(square <= num) { if(square == num) returntrue; ++x; square = x * x; } returnfalse; }
方法三:二分查找
考虑使用二分查找来优化搜索过程。因为num是正整数,所以若 x * x = num ,则 x 一定满足
1 《 x 《 num。所以我们将1 和 num 作为 二分查找搜索区间的初始边界。
细节
因为我们在移动左侧边界left和右侧边界right时,新的搜索区间的边界始终是我们没有搜索过的,所以当 left == right 时,我们还需要检查 mid = (right + left ) / 2
boolisPerfectSquare(intnum){ intleft = 0,right = num; while(left <= right) { intmid = (right + left) / 2; longsquare = (long) mid * mid; if(square < num) { left = mid + 1; } elseif(square > num) { right = mid-1; } elsereturntrue; } returnfalse; }