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LeetCode演算法題29:兩數相除解析

給定兩個整數,被除數 dividend 和除數 divisor。將兩數相除,要求不使用乘法、除法和 mod 運算子。
返回被除數 dividend 除以除數 divisor 得到的商。

示例 1:

輸入: dividend = 10, divisor = 3
輸出: 3

示例 2:

輸入: dividend = 7, divisor = -3
輸出: -2

說明:

  • 被除數和除數均為 32 位有符號整數。
  • 除數不為 0。
  • 假設我們的環境只能儲存 32 位有符號整數,其數值範圍是 [
    2 31 , 2 31 1
    ] [−2^{31}, 2^{31} − 1]
    。本題中,如果除法結果溢位,則返回 231 − 1。

一定要好好看說明,說明中一半都是邊界條件,這裡先不說演算法,說明中已經界定了輸入範圍其實就是 [ 2

31 , 2 31 1 ] [−2^{31}, 2^{31} − 1] ,所以不用考慮這個範圍之外的情況。這個題目解決的思想有些像二分法,可以叫翻倍法,被除數如果大於除數,那麼可以一直減到小於,這樣計數減的次數可以得到商,基本思想還是這樣,只是為了減小複雜度,如果被除數大於除數,那麼就把除數乘二,相應的計數也乘二,這裡不能用乘法可以左移,然後一直到被除數小於翻倍後的除數,這樣就可以算出這一次有多少個除數,減去之後再次重複這個過程即可,直到最後被除數小於未翻倍的除數說明計數結束。結果就是商。
C++原始碼:

class Solution {
public:
    int divide(int dividend, int divisor) {
        long long m = abs((long long)dividend), n = abs((long long)divisor), res = 0;
        if (m < n) return 0;    
        while (m >= n) {
            long long t = n, cnt = 1;
            while (m > (t << 1)) {
                t <<= 1;
                cnt <<= 1;
            }
            res += cnt;
            m -= t;
        }
        if ((dividend < 0) ^ (divisor < 0)) res = -res;
        return res > INT_MAX ? INT_MAX : res;
    }
};

python3原始碼:

class Solution:
    def divide(self, dividend, divisor):
        """
        :type dividend: int
        :type divisor: int
        :rtype: int
        """
        m = abs(dividend)
        n = abs(divisor)
        if m < n:
            return 0
        res = 0
        while m >= n:
            t = n
            cnt = 1
            while m > (t<<1):
                t <<= 1
                cnt <<= 1
            m -= t
            res += cnt
        if (dividend<0) ^ (divisor<0):
            res = -res
        if res > pow(2,31)-1:
            return pow(2,31)-1
        else:
            return res