📜  将给定数相除的二的最高幂(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:09:38.860000             🧑  作者: Mango

将给定数相除的二的最高幂

当我们需要将两个数相除时,有时我们需要知道该相除的结果除以2后能够得到多少次,也就是该结果被2的多少次方整除。

下面介绍两种常见的方法来计算给定数相除的二的最高幂。

方法一

该方法一般用于除数和被除数都为正整数的情况。

  1. 将被除数除以2,得到商和余数。

  2. 如果余数为1,则说明除数不能整除被除数,此时最高幂为0。

  3. 如果余数为0,则将商重复上述操作,继续除以2。

  4. 直到得到的余数不为0,此时的商即可表示为 $2^k * q$ 的形式,其中 $q$ 为奇数,$k$ 即为给定数相除的二的最高幂。

下面是该方法的Python实现代码:

def max_power_of_two(n: int) -> int:
    if n <= 0:
        return -1
    count = 0
    while n % 2 == 0:
        count += 1
        n //= 2
    return count
方法二

该方法适用于除数和被除数都是整数的情况,并且被除数为正,除数为正或负。

假设被除数是 $n$,除数是 $d$,上述要求的最高幂是 $k$。

  1. 将除数不断乘2,直到大于等于被除数,得到的序列记为 $d_1, d_2, d_3, ...$

  2. 对于每个 $d_i$,计算 $n / d_i$,如果结果为奇数,则说明当前 $d_i$ 是除数的一个实际因子。

  3. 如果结果为偶数,则继续除以2。

  4. 直到找到一个实际因子为止,此时 $d_i$ 的值即为该实际因子。

  5. 对于剩余的部分,重复上述步骤。

最后,将每个实际因子的最高幂相加即为要求的结果 $k$。

下面是该方法的Python实现代码:

def max_power_of_two(n: int, d: int) -> int:
    if d == 0:
        return -1
    count = 0
    while d % 2 == 0:
        count += 1
        d //= 2
    factors = []
    remainder = n
    while remainder > 0:
        d = 1
        while d <= remainder:
            d *= 2
        d //= 2
        q = remainder // d
        if q % 2 == 1:
            factors.append(d)
        remainder %= d
    return sum(max_power_of_two(n, f) for f in factors) + count

以上两种方法都可以很好地解决给定数相除的二的最高幂问题,具体使用哪种方法取决于具体的情况。