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📅  最后修改于: 2023-12-03 14:53:46.717000             🧑  作者: Mango

将两个整数相除而不使用乘法,除法和mod运算符

在编写程序时,我们有时需要将两个整数相除,但是问题在于,我们不能使用乘法,除法和mod运算符。那么,如何才能实现这个目标呢?本文将向您展示一些实现方法。

方法1:使用减法求商

这是一种直接的方法,需要将被除数不断减去除数,直到被除数小于除数为止。在这个过程中,我们需要计数减去除数的次数,并将这个计数值作为商返回。

def division_without_mul_div_mod(dividend, divisor):
    if divisor == 0:
        return None
    if dividend == 0:
        return 0
    if dividend < 0 and divisor < 0:
        dividend, divisor = -dividend, -divisor
    elif dividend < 0:
        dividend = -dividend
        sign = -1
    elif divisor < 0:
        divisor = -divisor
        sign = -1
    else:
        sign = 1
    quotient = 0
    while dividend >= divisor:
        dividend -= divisor
        quotient += 1
    return sign * quotient
方法2:使用位运算求商

我们可以将被除数和除数转换为二进制后,将被除数向左移位,直到它小于除数。在这个过程中,我们需要计数左移的次数,并将这个计数值作为商返回。下面是代码示例:

def division_without_mul_div_mod(dividend, divisor):
    if divisor == 0:
        return None
    if dividend == 0:
        return 0
    if dividend < 0 and divisor < 0:
        dividend, divisor = -dividend, -divisor
    elif dividend < 0:
        dividend = -dividend
        sign = -1
    elif divisor < 0:
        divisor = -divisor
        sign = -1
    else:
        sign = 1
    quotient = 0
    while dividend >= divisor:
        temp, i = divisor, 1
        while dividend >= temp:
            dividend -= temp
            quotient += i
            i <<= 1
            temp <<= 1
    return sign * quotient
方法3:使用加法求商

我们可以使用一种更复杂的算法来完成这个任务,它基于加法。我们从最高位开始,将被除数和除数逐位比较。如果被除数大于等于除数,则将被除数减去除数,并将商的对应位设置为1,否则将商的对应位设置为0。然后将除数右移一位,并继续比较。直到除数为0为止。下面是代码示例:

def division_without_mul_div_mod(dividend, divisor):
    if divisor == 0:
        return None
    if dividend == 0:
        return 0
    if dividend < 0 and divisor < 0:
        dividend, divisor = -dividend, -divisor
    elif dividend < 0:
        dividend = -dividend
        sign = -1
    elif divisor < 0:
        divisor = -divisor
        sign = -1
    else:
        sign = 1
    quotient = 0
    i = 31
    while divisor << i > dividend:
        i -= 1
    for j in range(i, -1, -1):
        if divisor << j <= dividend:
            dividend -= divisor << j
            quotient |= 1 << j
    return sign * quotient
结论

以上是三种实现方法,但是它们都有一个共同点:它们时间复杂度很高。所以,我们应该尽可能避免使用它们来求解大规模数据。而在解决实际问题的时候,我们应该选择更高效的算法,例如使用乘法、除法和mod运算符等。