数学中的“幂”,是“幂”这个字面意思的引申,“幂”原指盖东西的布巾,数学中“幂”是一个数自乘若干次的形式,而乘方的表示是通过在一个数字上加上标的形式来实现的,故这就像在一个数上“盖上了一头巾”,在现实中盖头巾又有升级的意思,所以把乘方叫做幂正好契合了数学中指数级数快速增长含义,形式上也很契合,所以叫做幂。

比如3个2相乘,可以写作2^{3}这个形式,也可以写成

2*2*2

如果要算a的b次方,可以:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a,b,c=1;//想想c为什么赋值为1
    cin>>a>>b;
	for(int i=1;i<=b;i++)
    {
        c=c*a;
    }
    cout<<c<<endl;
	return 0;
}

但是这样太慢了,要执行b次c=c*a,有没有办法能优化呢?

快速幂

这个时候就要提到快速幂的思想了。

我们都知道,a^{b}=a^{\frac{b}{2}}*a^{\frac{b}{2}}

所以我们就可以把a^{^{b}}拆解。

然后用a^{\frac{b}{2}}*a^{\frac{b}{2}}就可以得出结果了。

要注意的是,c++里的“/”默认是整除运算,所以当指数是奇数时,要再乘一个底数。

另外,当b==0&&a!=0时,a^{^{b}}=1,这是边界条件。

但是这样还是太慢了(好像反而变慢了?)。

优化

掏出神器——空间换时间!

把计算过的a^{n}存进power_{n}里面,如果遇到重复计算,就可以直接使用power_{n}里的数据,不用再计算了。

代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
long long power[1005]={0};//记忆数组
long long ksm(int a,int b)
{
	if(b==0&&a>=1) return 1;//边界条件
	else if(power[b]!=0) return power[b]; //访问数组里的数据
	else if(b==1)//指数为1,小优化
	{
		return a;
	}
	else if(b%2==0)//指数为奇数
	{
		long long jg=ksm(a,b/2)*ksm(a,b/2);
		power[b]=jg;
		return jg;
	}
	else //指数为偶数
	{
		long long jg=ksm(a,b/2)*ksm(a,b/2)*a;
		power[b]=jg;
		return jg;
	}
}
//我是原创 yuanyuan_114514
int main()
{
	long long a,b;
    cin>>a>>b;
    cout<<ksm(a,b)<<endl;
	return 0;
}

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