数学乘法巧妙算法大全 大数相乘,快速算法?

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数学乘法巧妙算法大全

大数相乘,快速算法?

大数相乘,快速算法?

计算乘方是有快速算法的,并不是一个一个蛮力乘上去的。比如想算2^10000,计算机先算2^5000,再算一次平方,即两个数的乘法。而为了计算2^5000,计算机会先算2^2500再算一次平方。这个算法叫快速幂算法,对于2^N的计算,如果认为每次乘法的时间复杂度是O(1)的话,那整体的时间复杂度只有O(logN)级别。
一般来说,为了实现快速幂算法,首先把指数做二进制表示,比如你要算A的23次方,可以把23分解为16 4 2 1。然后计算BA^2,CB^2A^4,D(C^2)^2A^16。最终结果为ABCD相乘。
但这里乘法的复杂度并不是O(1),因为它是无限精度的,也就是所谓的大数乘法。大数乘法也有很多算法,最朴素的,类似手算的方法,复杂度是O(N^2),其他一些方法有分治法,复杂度O(N^1.58),FFT方法,复杂度O(N logN loglogN)等。快速幂的O(logN)次大数乘法中,最复杂的只有最后一次,也就是2^5000的那次,前面的复杂度几何级数衰减,所以整体复杂度也就是最后一次计算的复杂度。如果你用FFT方法的话,复杂度也就是比线性多了一点点,一般计算机上随便算算就出来了。
CPU没有全速运行是因为这个程序只用了1个核心在做计算,而你显示的是总的使用率,所以大概会保持在四分之一的水平。
是否用到了移位操作涉及Python大数运算的具体设计,我不是很懂就不多讲了。但原理上讲也是很有可能的,如果用比特串存储大数的话,那么计算2^N只需要在数组的第N位设置一个1,其余设置为0即可,那么转换到十进制是这段代码中最消耗计算量的部分。

20道简便算法,乘除法?

0.25×0.28 0.125×3.2×2.5 35×40.2   0.25×4÷0.25×4 3.5×9.9 3.5×99 3.5   3.5×101-3.5 3.5×9.9 3.5×0.1 3.5×2.7 35×0.73   3.5×2.7-3.5×0.7 (32 5.6)÷0.8 3.5÷0.6-0.5÷0.6   4.9÷3.5 7÷0.25÷4 7÷0.125 ÷8   7.35÷(7.35×0.25) 7.35÷(7.35÷0.25) 7.325-(5.325 1.7)   3.29 0.73 2.27 3.29-0.73-2.27 7.5 2.5-7.5 2.5   7.325-3.29-3.325 7.325-(5.325 1.7) 7.325-(5.325-1.7)