我知道使用 << 运算符可以实现2的幂。那么10的幂呢?例如10^5?在C++中是否有比pow(10,5)更快的方法?手动计算这是一个相当简单的过程。但是由于数字的二进制表示,对于计算机来说并不容易... 假设我只关心整数幂,即10^n,其中n为整数。
基于Mats Petersson的方法,但采用编译时生成缓存。
#include <iostream>
#include <limits>
#include <array>
// digits
template <typename T>
constexpr T digits(T number) {
return number == 0 ? 0
: 1 + digits<T>(number / 10);
}
// pow
// https://dev59.com/2YHba4cB1Zd3GeqPQV0h
// unfortunatly we can't write `template <typename T, T N>` because of partial specialization `PowerOfTen<T, 1>`
template <typename T, uintmax_t N>
struct PowerOfTen {
enum { value = 10 * PowerOfTen<T, N - 1>::value };
};
template <typename T>
struct PowerOfTen<T, 1> {
enum { value = 1 };
};
// sequence
template<typename T, T...>
struct pow10_sequence { };
template<typename T, T From, T N, T... Is>
struct make_pow10_sequence_from
: make_pow10_sequence_from<T, From, N - 1, N - 1, Is...> {
//
};
template<typename T, T From, T... Is>
struct make_pow10_sequence_from<T, From, From, Is...>
: pow10_sequence<T, Is...> {
//
};
// base10list
template <typename T, T N, T... Is>
constexpr std::array<T, N> base10list(pow10_sequence<T, Is...>) {
return {{ PowerOfTen<T, Is>::value... }};
}
template <typename T, T N>
constexpr std::array<T, N> base10list() {
return base10list<T, N>(make_pow10_sequence_from<T, 1, N+1>());
}
template <typename T>
constexpr std::array<T, digits(std::numeric_limits<T>::max())> base10list() {
return base10list<T, digits(std::numeric_limits<T>::max())>();
};
// main pow function
template <typename T>
static T template_quick_pow10(T n) {
static auto values = base10list<T>();
return values[n];
}
// client code
int main(int argc, char **argv) {
long long sum = 0;
int n = strtol(argv[1], 0, 0);
const long outer_loops = 1000000000;
if (argv[2][0] == 't') {
for(long i = 0; i < outer_loops / n; i++) {
for(int j = 1; j < n+1; j++) {
sum += template_quick_pow10(n);
}
}
}
std::cout << "sum=" << sum << std::endl;
return 0;
}
为了更好的可读性,代码中不包含quick_pow10、integer_pow和opt_int_pow函数,但是在代码中进行了测试。
使用gcc版本4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5)编译,使用-Wall -O2 -std=c++0x参数,得到以下结果:
$ g++ -Wall -O2 -std=c++0x main.cpp
$ time ./a.out 8 a
sum=100000000000000000
real 0m0.438s
user 0m0.432s
sys 0m0.008s
$ time ./a.out 8 b
sum=100000000000000000
real 0m8.783s
user 0m8.777s
sys 0m0.004s
$ time ./a.out 8 c
sum=100000000000000000
real 0m6.708s
user 0m6.700s
sys 0m0.004s
$ time ./a.out 8 t
sum=100000000000000000
real 0m0.439s
user 0m0.436s
sys 0m0.000s
result *= 10
可以被写成 result = (result << 3) + (result << 1)
constexpr int pow10(int n) {
int result = 1;
for (int i = 0; i < n; i++) {
result = (result << 3) + (result << 1);
}
return result;
}
int main() {
cout << (int)1e5 << endl; // will print 100000
cout << (int)1e3 << endl; // will print 1000
return 0;
}
pow
或等效库。 - paddy<<
就不会出现。 - Mad Physicist