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372. 超级次方 : 递归快速幂应用题

题目描述

这是 LeetCode 上的 ​​372. 超级次方​​ ,难度为 中等

Tag : 「数学」、「快速幂」

你的任务是计算 ​​ab​​​ 对  取模,​​​a​​​ 是一个正整数,​​b​​ 是一个非常大的正整数且会以数组形式给出。

示例 1:

输入:a = 2, b = [3]

输出:8

示例 2:

输入:a = 2, b = [1,0]

输出:1024

示例 3:

输入:a = 1, b = [4,3,3,8,5,2]

输出:1

示例 4:

输入:a = 2147483647, b = [2,0,0]

输出:1198

提示:

  • b 不含前导 0

递归 + 快速幂(可选)

根据题意,要我们求得的是 的值,其中 是以数组形式给出。

刚一看是一道快速幂的题目(事实上也确实可以使用快速幂,但不是必须),由于 是数组形式,因此我们还需要对其进行分解。

假设 所代表的数值为 ,则有:

也就是说,我们每次只需要计算 数组的最后一位作为次方的值即可将问题规模缩小。

上述公式可能不好直接理解,举个????,设我们的 为 ,要计算的 数组所代表的数值为 ,那么其计算过程可以分解为:

...

可见,真正涉及计算次方的操作,所用到的次方都是一个 以内的数字,因此并非一定要使用快速幂。

代码( 为不使用快速幂):

class Solution {
int MOD = 1337;
public int superPow(int a, int[] b) {
return dfs(a, b, b.length - 1);
}
int dfs(int a, int[] b, int u) {
if (u == -1) return 1;
return qpow(dfs(a, b, u - 1), 10) * qpow(a, b[u]) % MOD;
}
int qpow(int a, int b) {
int ans = 1;
a %= MOD;
while (b != 0) {
if ((b & 1) != 0) ans = ans * a % MOD;
a = a * a % MOD;
b >>= 1;
}
return ans;
}
}
class Solution {
int MOD = 1337;
public int superPow(int a, int[] b) {
return dfs(a, b, b.length - 1);
}
int dfs(int a, int[] b, int u) {
if (u == -1) return 1;
return pow(dfs(a, b, u - 1), 10) * pow(a, b[u]) % MOD;
}
int pow(int a, int b) {
int ans = 1;
a %= MOD;
while (b-- > 0) ans = ans * a % MOD;
return ans;
}
}
  • 时间复杂度:假设数组所代表的数字为,使用快速幂的复杂度为,或者说是,其中为数组的长度,数字所代表的含义是计算一个次方为以内的值;而不使用快速幂的复杂度为
  • 空间复杂度:忽略递归带来的额外空间开销,复杂度为

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 ​​No.372​​ 篇,系列开始于 2021/01/01,截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目,部分是有锁题,我们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面,除了讲解解题思路以外,还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码,我建立了相关的仓库:​​github.com/SharingSour…​​ 。

在仓库地址里,你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。

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