// 面試題：數值的整數次方
// 題目：實現函數double Power(double base, int exponent)，求base的exponent
// 次方。不得使用庫函數，同時不需要考慮大數問題。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

bool g_InvalidInput = false;//使用全局變量作為錯誤處理方式
bool equal(double num1, double num2);
double PowerWithUnsignedExponent(double
 
 base, unsigned int exponent);

double Power(double base, int exponent)
{
    g_InvalidInput = false;

    if (equal(base, 0.0) && exponent < 0)//這個函數返回0同時改變g_InvalidInput，後面判斷為啥為0時候，這個變量會告訴我們是base=0且指數為負的錯誤
    {
        g_InvalidInput = true;
        return 0.0;//第一種情況：base=0
    }

    unsigned 
 
int absExponent = (unsigned int)(exponent);
    if (exponent < 0)
        absExponent = (unsigned int)(-exponent);//如果不再加負號，absExponent會變成exponent的補數

    double result = PowerWithUnsignedExponent(base, absExponent);
    if (exponent < 0)
        result = 1.0 / result;//第二種情況：absExponent<0
                              
 
//第三種情況：absExponent>=0
    return result;
}

//下面這個效率太低了
/*
double PowerWithUnsignedExponent(double base, unsigned int exponent)
{
    double result = 1.0;

    for (int i = 1; i <= exponent; ++i)
        result *= base;

    return result;
}
*/

//類似之前的斐波那契函數裏一個計算方式
double PowerWithUnsignedExponent(double base, unsigned int exponent)//計算base不為0，exponent為非負數情況下的冪值
{
    if (exponent == 0)
        return 1;
    if (exponent == 1)
        return base;

    double result = PowerWithUnsignedExponent(base, exponent >> 1);//使用右移作為除2操作，會很快，exponent為正，所以不怕右移
    result *= result;
    if ((exponent & 0x1) == 1)//使用與操作判斷是否是奇數，也是一種加速優化操作
        result *= base;

    return result;
}

bool equal(double num1, double num2)//由於精度原因，不能用==，必須讓二者差在一個很小範圍內就算相等
{
    if ((num1 - num2 > -0.0000001) && (num1 - num2 < 0.0000001))
        return true;
    else
        return false;
}

// ====================測試代碼====================
void Test(const char* testName, double base, int exponent, double expectedResult, bool expectedFlag)
{
    double result = Power(base, exponent);
    if (equal(result, expectedResult) && g_InvalidInput == expectedFlag)
        std::cout << testName << " passed" << std::endl;
    else
        std::cout << testName << " FAILED" << std::endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    // 底數、指數都為正數
    Test("Test1", 2, 3, 8, false);

    // 底數為負數、指數為正數
    Test("Test2", -2, 3, -8, false);

    // 指數為負數
    Test("Test3", 2, -3, 0.125, false);

    // 指數為0
    Test("Test4", 2, 0, 1, false);

    // 底數、指數都為0
    Test("Test5", 0, 0, 1, false);

    // 底數為0、指數為正數
    Test("Test6", 0, 4, 0, false);

    // 底數為0、指數為負數
    Test("Test7", 0, -4, 0, true);
    system("pause");
    return 0;
}

《劍指offer》第十六題（數值的整數次方）