50 - Pow(x, n) - python

实现 pow(x, n) ，即计算 x 的 n 次幂函数。

示例 1:

输入: 2.00000, 10
输出: 1024.00000

示例 2:

输入: 2.10000, 3
输出: 9.26100

示例 3:

输入: 2.00000, -2
输出: 0.25000
解释: 2-2 = 1/22 = 1/4 = 0.25

说明:

• -100.0 < x < 100.0
• n 是 32位有符号整数，其数值范围是 [−231, 231 − 1] 。

题目要求 x n x^n xn，而且说明 n ∈ [ − 231 , 231 − 1 ] n \in [-231, 231-1] n∈[−231,231−1]，因此不能使用python内置的方法求解，虽然以下代码可以AC。

class Solution:
    def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
        return x ** n

用题目给出的示例中可以知道， n n n有正有负：

• 如果 n n n为正数， x n = x n x^n = x^n xn=xn
• 如果 n n n为负数， x n = 1 x − n x^n = \frac{1}{x}^{-n} xn=x1​−n

如果 n n n为偶数，例如： 2 8 = 4 4 = 1 6 2 = 25 6 1 = 256 2^8 = 4^4 = 16^2 = 256^1 = 256 28=44=162=2561=256， 2 − 8 = 1 2 8 = 1 4 4 = 1 16 2 = 1 256 1 2^{-8} = \frac{1}{2}^{8} = \frac{1}{4}^{4} = \frac{1}{16}^{2} = \frac{1}{256}^{1} 2−8=21​8=41​4=161​2=2561​1

如果 n n n为奇数，需使用辅助变量储存每次 x x x乘方运算时少算的 x x x。

class Solution:
    def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
        # 二分法
        if x == 0: return 0

        if n < 0:
            x = 1 / x
            n = -n

        rest = 1
        while n >= 1:
            # 判断指数除以2后是否为奇数
            if n % 2 == 1:
                rest *= x
            # x乘方 
            x *= x
            # 指数除以2
            n //= 2

        return rest

递归法

class Solution:
    def myPow(self, x: float, n: int) -> float:
        if n<0:
            n = -n
            return 1 / self.help_(x,n)
        return self.help_(x,n)

    def help_(self,x,n):
        if n == 0:
            return 1
        if n % 2 == 0:  #如果是偶数
            return self.help_(x*x, n // 2)
        # 如果是奇数
        return self.help_(x*x,(n - 1) // 2) * x