编程题：计算数值的整数次方

编程题：计算数值的整数次方

思路：

虽然看起来很简单，但实际上需要考虑多种情况（其中num是底数，count是指数，res是结果）：

1. 输入的num是否为0，count是否为0；如果num为0，输出0；如果count为0，输出1。

2. count是正整数：使用for循环逐次相乘。

3. count是负整数：先计算count为正数时的结果，再取其倒数。

代码实现：

方法1：使用for循环

如果count为32，则需要循环32次，时间复杂度为O(n)。

package com.example;

import java.util.Scanner;

/**
 * 计算数值的整数次方
 * @author Grey Wolf
 */
public class PowerCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        PowerCalculator calculator = new PowerCalculator();
        calculator.run();
    }

    private void run() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入底数和指数：");

        while (scanner.hasNext()) {
            double num = scanner.nextDouble();
            int count = scanner.nextInt();
            System.out.println("计算结果：" + calculatePower(num, count));
        }
    }

    /**
     * 计算数值的整数次方
     * @param num 底数
     * @param count 指数
     * @return 结果
     */
    private double calculatePower(double num, int count) {
        double result = 1.0;
        if (count == 0) {
            return 1;
        }
        if (num == 0 && count != 0) {
            return 0;
        }
        int absCount = Math.abs(count);
        for (int i = 1; i <= absCount; i++) {
            result *= num;
        }
        if (count <0) {
            result = 1.0 / result;
        }
        return result;
    }
}

方法2：使用递归

利用数学公式可以减少计算次数，时间复杂度为O(logN)。

package com.example;

import java.util.Scanner;

/**
 * 计算数值的整数次方
 * @author Grey Wolf
 */
public class PowerCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        PowerCalculator calculator = new PowerCalculator();
        calculator.run();
    }

    private void run() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入底数和指数：");

        while (scanner.hasNext()) {
            double num = scanner.nextDouble();
            int count = scanner.nextInt();
            double result = calculatePower(num, Math.abs(count));
            if (count <0) {
                result = 1.0 / result;
            }
            System.out.println("计算结果：" + result);
        }
    }

    /**
     * 利用数学公式计算数值的整数次方
     * @param num 底数
     * @param count 指数
     * @return 结果
     */
    private double calculatePower(double num, int count) {
        if (count == 0) {
            return 1;
        }
        if (count == 1) {
            return num;
        }
        double result = calculatePower(num, count >> 1);
        result *= result;
        if (count % 2 == 1) {
            result *= num;
        }
        return result;
    }
}

测试效果：

输入整数和次方数：
0 0
计算结果：1.0
0 2
计算结果：0.0
2 2
计算结果：4.0
2 -2
计算结果：0.25

我的座右铭：不会，我可以学；落后，我可以追赶；跌倒，我可以站起来；我一定行。