[LeetCode]Power of N
题目:Power of Two
Given an integer, write a function to determine if it is a power of two.
题意:判断一个数是否是2的k次方数。
思路:
2的次方数使用2进制表示则必然只有最高位是1其他都是0;
这样判断一个数最多需要循环32次就能得出结果。
则程序如下:
bool isPowerOfTwo(int n){
if (!n)return false;
while ((n&0x01) != 0x01){//2的次方则只有最高位是1
n = n >> ;
}
return n == ;
}
但是这样还有循环,如何不使用循环一下子判断出来呢?
思路2:
2的次方使用二进制只有一个1,而是用下面的方法,可以判断一个二进制序列中只有一个1.
n&(n-1);//n-1会将n中从小到大第一个为1的位置变成0,这样就能判断只有一个1的情况。
bool isPowerOfTwo(int n){
//2的幂只有一个1,则使用n&(n-1)来统计1的个数
return n > && !(n & (n - ));
}
题目:Power of Three
Given an integer, write a function to determine if it is a power of three.
Follow up:
Could you do it without using any loop / recursion?
题意:判断一个数是否是3的k次幂数。
要求:不能使用递归或循环。
思路:
如果可以使用循环,也很简单每次对3求余,就可以了。
bool isPowerOfThree(int n) {
while (n >= ){
if (n % )return false;
n /= ;
}
return n == ;
}
但是,要求不使用循环或递归。
仔细想想,3的k次幂的数就是,该数的因子只有3,那么使用一个在int范围内最大的3的k次幂的数对给定的数求余,如果为0就说明它是3的k次幂的数。
扩展开来,所有的判断n的k次幂的数都是可以使用这个方法。
bool isPowerOfThree(int n) {
//int中3的最大次幂数1162261467
return n > && !( % n);
}
题目:Power of Four
Given an integer (signed 32 bits), write a function to check whether it is a power of 4.
Example:
Given num = 16, return true. Given num = 5, return false.
Follow up: Could you solve it without loops/recursion?
题意:判断一个数是否是4的k次幂数。
要求:不能使用递归或循环。
思路:
4的次幂,乍一看好像和2的次幂差不多,能不能用类似的方法来求解呢?
仔细一想肯定发现不能单纯判断一个1来判断4的次幂,为什么呢?因为4的次幂写成2进制,1只会出现奇数的位置上,当然排除1的情况。
那么只需要在判断1是不是在奇数的位置上是不是就可以判断它是不是4的k次幂。
推敲一下发现可行,程序如下:
bool isPowerOfFour(int n){
return n > && !(n & (n - )) && ((n & 0x55555555) == n);//0x55555555保证在奇数的位置上的1被保留
}
思路2:
还有一个思路,4^k - 1 = ?
如果k是偶数,不妨设k = 2;因式分解得到(4 - 1)*(4 + 1);
如果k是奇数,不妨设k = 3;因式分解得到(4 - 1)*(4^2 + 4 + 1);
如果k > 2;不妨设k = 2t,则因式分解得到(4^t - 1)*(4^t + 1)
(4^t - 1)同上面的情况,可以发现总可以分出一个(4 - 1)的因子,所以,4^k - 1 必定会有3的因子。
数学不精,没办法精确证明。
bool isPowerOfFour(int n){
return n > && !(n & (n - )) && !((n - )%);
}
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