从零刷算法-两数相除

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题目描述

给定两个整数,被除数 dividend 和除数 divisor。将两数相除,要求不使用乘法、除法和 mod 运算符。

返回被除数 dividend 除以除数 divisor 得到的商。

整数除法的结果应当截去(truncate)其小数部分,例如:truncate(8.345) = 8 以及 truncate(-2.7335) = -2

示例 1:

输入: dividend = 10, divisor = 3
输出: 3
解释: 10/3 = truncate(3.33333..) = truncate(3) = 3

示例 2:

输入: dividend = 7, divisor = -3
输出: -2
解释: 7/-3 = truncate(-2.33333..) = -2

提示:

被除数和除数均为 32 位有符号整数。 除数不为 0。 假设我们的环境只能存储 32 位有符号整数,其数值范围是 [−231, 231 − 1]。本题中,如果除法结果溢出,则返回 231 − 1。

题目链接:[两数相除](leetcode-cn.com/problems/ge…)

思路介绍

题意分析

今天这道题的难点在于:

不能使用除法、乘法、mod 运算; 不能使用 long; 考虑溢出问题;

  • 溢出问题,这个其实只要关注一项就可以了,即被除数为 Integer.MIN_VALUE 而除数为 -1 的情况,因为负数的最小值的绝对值比正数的最大值大 1,所以,直接取反是会溢出,这种情况特殊处理即可。
  • 针对不能不使用 long 的问题,我们可以把两个数都转换成负数来处理,原因同上,负数我们不能轻易转成正数来处理。
  • 处理不能使用除法、乘法、mod 运算的问题,言外之意就是我们可以使用加法、减法、位运算等等。

位运算须知:

result << 表示电脑存储的result二进制数左移,result << 1 表示就是 result * 2 result >> 表示电脑存储的result二进制数右移,result >> 1 表示就是 result / 2

思路

使用位运算进行计算可防止超时。 通过将 除数一直乘以2 来逼近被除数,然后 被除数减去这个最大值,继续逼近。 由于对 除数右移 有溢出风险,所以选择将被除数左移。

代码

class Solution {
  public int divide(int dividend, int divisor) {
    if (dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1)
      return Integer.MAX_VALUE;
    // 用来判断符号是否相异
    Boolean flag = (dividend ^ divisor) >= 0;
    Long dividendLong = Math.abs((long)dividend);
    Long divisorLong = Math.abs((long)divisor);
    int result = 0;
    for (int i = 31; i >= 0; i--) {
      if ((dividendLong >> i) - divisorLong >= 0) {
        result += (1 << i);
        dividendLong -= (divisorLong << i);
      }
    }
    return flag ? result : -result;
  }
}
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运行结果

执行结果:通过

执行用时:7 ms,

内存消耗:41.7 MB

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