leetcode-java两数相除

两数相除

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。

示例 1:

输入: dividend = 10, divisor = 3
输出: 3
示例 2:

输入: dividend = 7, divisor = -3
输出: -2
说明:

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。

题目分析:

不使用乘法,除法,mod运算,剩下的方法就是 减法和位运算
减法(理解起来简单,但是有点麻烦,运行起来时间会很长):
	1,剔除会溢出的两种特殊赋值情况
		if(dividend ==0)
		return 0;
		if(dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1)
		return Integer.MAX_VALUE;
		if(dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == 1)
		return Integer.MIN_VALUE;
	2, 用 flag 记录最后结果的正负
		if(dividend>0 && divisor>0)
			flag = 1;
		if(dividend <0 && divisor<0)
		{
			flag = 1;
			dividend = -dividend;
			divisor = -divisor;
		}
		if(dividend >0 && divisor <0)
		{
			flag = 0;
			divisor = -divisor;
		}
		if(dividend <0 && divisor>0)
		{
			flag = 0;
			dividend = -dividend;
		}
	3,用减法计算然后,用 sum 计数共减了多少次
	4,根据 flag 的值 输出最后的结果
位运算(理解较难,但是运行速度很快)
	1, 位移,左移1相当于乘2,右移1相当于乘2
	2, 把dividend(被除数)先除以2^n,n 最初为31,不断减少n 试探,当满足diviend/2^n>=divisor 时,表示我们找到了一个足够大
			的数,这个数divisor是不大于diviend的,所以就可以减去2^n个divisor,以此类推
			例如:
				我们可以以100/3为例
 				   2^n是1,2,4,8...2^31这种数,当n为31时,这个数特别大,100/2^n是一个很小的数,肯定是小于3的,
 				所以循环下来,当n=5时,100/32=3, 刚好是大于等于3的,这时我们将100-32*3=4,也就是减去了32个3,
 				接下来我们再处理4,同样手法可以再减去一个3,所以一共是减去了33个3,所以商就是33
 	3, 处理一些特殊的数,比如divisor是不能为0的,Integer,MIN_VALUE和 Integer.MAX_VALUE

代码展示(已验证):

// leetcode-java
class Solution {
    public int divide(int dividend, int divisor) 
    {
        // 无法解决一些特殊值,而且在正负数转换上的溢出也无法解决,只能用特殊情况解决问题,而且方法会超时
        // 减法,加入特殊情况修改后,运行就没什么问题了,但是会超时
		// if(dividend ==0)
		// return 0;
		// int flag=0,num=0;
		// if(dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1)
		// return Integer.MAX_VALUE;
		// if(dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == 1)
		// return Integer.MIN_VALUE;
		// if(dividend>0 && divisor>0)
		// 	flag = 1;
		// if(dividend <0 && divisor<0)
		// {
		// 	flag = 1;
		// 	dividend = -dividend;
		// 	divisor = -divisor;
		// }
		// if(dividend >0 && divisor <0)
		// {
		// 	flag = 0;
		// 	divisor = -divisor;
		// }
		// if(dividend <0 && divisor>0)
		// {
		// 	flag = 0;
		// 	dividend = -dividend;
		// }
		// while(dividend>0) 
		// {
		// 	dividend -= divisor;
		// 	if(dividend >= 0)
		// 	{
		// 		num++;
		// 		if(flag>0)
		// 		{
		// 			if(num == 1L<<32-1 && dividend > divisor)
		// 				return num;
		// 		}
		// 		else if(num == 1L<<32-1 && (dividend>divisor+divisor))
		// 			return -(num+1);
		// 	}
		// }
		// if(flag>0)
		// 	return num;
		// else
		// 	return -num;    

        if(dividend == 0)
            return 0;
        if(dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1)
            return Integer.MAX_VALUE;
        boolean negative;
        negative = (dividend ^ divisor)<0;//用异或来计算是否符号相异
        long t = Math.abs((long) dividend); //转成正数运算
        long d = Math.abs((long) divisor);
        int result = 0;
        for(int i=31;i>=0;i--)
            if((t>>i)>=d){ //找出足够大的数2^n*divisor
                result +=1<<i; //将结果加上 2^n
                t-=d<<i; //将除数减去2^n*divisor
            }
        return (negative ? -result:result); //符号相异取反
    }
    
}

泡泡:

	对于这个题来说,减法到时没什么特别的,主要还是位运算的算法,比较有用,因为计算机对位运算的处理很快,
	所以对于很多位运算解决的问题在速度上都快,
	
	重要的是本题中用 2的n次方,来进行除数个数计算的方法,很巧妙,不仅考验思想,还有对位运算的使用

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_42124842/article/details/91847486