剑指Offer面试题：10.数值的整数次方
剑指Offer面试题：10.数值的整数次方
Edison Zhou
发布于 2018-08-20 16:50:06
发布于 2018-08-20 16:50:06
一、题目：数值的整数次方
题目：实现函数double Power(doublebase, int exponent)，求base的exponent次方。不得使用库函数，同时不需要考虑大数问题。
在.NET Framework提供的BCL中，Math类实现了一个Pow方法，例如要求2的三次方，可以通过以下代码实现：
double result = Math.Pow(2, 3);本题就是要实现一个类似于该Pow方法的功能。
二、解决思路与实现
2.1 不加思索的思路
不需要考虑大数问题，可以在30秒内想到的思路如下：
public double Power(double baseNumber,int exponent)
{
double result = 1;
for (int i = 1; i <= exponent; i++)
{
result = result * baseNumber;
}
return result;
}但是，上面的代码没有考虑到输入的指数（exponent）小于1即是零和负数的时候怎么办，它只考虑了指数是正数的情况。
2.2 全面考虑的思路
（1）当指数为负数的时候：可以先对指数求绝对值，然后算出次方的结果之后再取倒数。
（2）当底数（base）是零且指数是负数的时候：通过全局代码或异常告诉调用者参数有误。
（3）0的0次方的时候：由于0的0次方在数学上是没有意义的，因此无论是输出0还是1都是可以接受的。
public static bool isInvalidInput = false;
public static double Power(double baseNumber, int exponent)
{
isInvalidInput = false;
// 当底数（base）是零且指数是负数的时候提示参数非法
if (Equals(baseNumber, 0.0) && exponent < 0)
{
isInvalidInput = true;
return 0.0;
}
uint absExponent = (uint)exponent;
if (exponent < 0)
{
absExponent = (uint)(-1 * exponent);
}
double result = PowerWithUintExponent(baseNumber, absExponent);
// 当指数为负数的时候需算出次方的结果之后再取倒数
if(exponent < 0)
{
result = 1.0 / result;
}
return result;
}
private static double PowerWithUintExponent(double baseNumber, uint exponent)
{
double result = 1.0;
for (int i = 1; i <= exponent; i++)
{
result = result * baseNumber;
}
return result;
}
/// <summary>
/// 在判断底数base是不是等于0时，不能直接写base==0，
/// 这是因为在计算机内表示小数时（包括float和double型小数）都有误差。
/// </summary>
private static bool Equal(double num1, double num2)
{
if (num1 - num2 > -0.0000001 &&
num1 - num2 < 0.0000001)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}细节：在判断底数baseNumber是不是等于0时，不能直接写baseNumber==0，这是因为在计算机内表示小数时（包括float和double型小数）都有误差。判断两个小数是否相等，只能判断它们之差的绝对值是不是在一个很小的范围内。如果两个数相差很小，就可以认为它们相等。
三、单元测试
3.1 测试用例
// 底数、指数都为正数
[TestMethod]
public void PowerTest1()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(2, 3), 8);
}
// 底数为负数、指数为正数
[TestMethod]
public void PowerTest2()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(-2, 3), -8);
}
// 指数为负数
[TestMethod]
public void PowerTest3()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(2, -3), 0.125);
}
// 指数为0
[TestMethod]
public void PowerTest4()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(2, 0), 1);
}
// 底数、指数都为0
[TestMethod]
public void PowerTest5()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(0, 0), 1);
}
// 底数为0、指数为正数
[TestMethod]
public void PowerTest6()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(0, 4), 0);
}
// 底数为0、指数为负数
[TestMethod]
public void PowerTest7()
{
Assert.AreEqual(PowerHelper.Power(0, -4), 0);
Assert.AreEqual(PowerHelper.isInvalidInput, true);
}3.2 测试结果
（1）测试通过结果
（2）代码覆盖率结果
作者：周旭龙
出处：http://edisonchou.cnblogs.com
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原始发表：2015-08-24 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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