算法题--两数相除 [LeetCode](不使用乘法、除法和 mod 运算符)

题目描述

  给定两个整数,被除数 dividend 和除数 divisor。将两数相除,要求不使用乘法、除法和 mod 运算符。

  返回被除数 dividend 除以除数 divisor 得到的商。

示例 1:

  输入: dividend = 10, divisor = 3
  输出: 3

示例 2:

  输入: dividend = 7, divisor = -3
  输出: -2

说明:

  • 被除数和除数均为 32 位有符号整数。
  • 除数不为 0。
  • 假设我们的环境只能存储32位有符号整数,其数值范围是[−2 31 ^{31} 31, 2 31 ^{31} 31−1]。本题中,如果除法结果溢出,则返回 2 31 ^{31} 31 − 1。

题解

方法:
  最简单直接的想法是除法转换为加/减法,用被除数循环去加/减除数,这样就可以得出结果。
  像上面这种方法,时间复杂度为线性阶。我们可以用除数倍增的方式来改进,改进后时间复杂度为对数阶。

	public static int divide(int dividend, int divisor) {

        if(dividend == Integer.MIN_VALUE && divisor == -1){
            return Integer.MAX_VALUE;
        }

        if(dividend == 0){
            return 0;
        }

        if(divisor == 0){
            throw new ArithmeticException(" divisor can not be zero ");
        }

        // 记录最后是正数还是负数,1为正数,-1为负数
        int sign = 1;

        // 将被除数和除数转换为long类型,防止溢出
        long dividendLong = dividend;
        long divisorLong = divisor;

        if(dividendLong < 0){
            dividendLong = 0 - dividendLong;
            sign = 0 - sign;
        }

        if(divisorLong < 0){
            divisorLong = 0 - divisorLong;
            sign = 0 - sign;
        }

        int result = 0;
        int multiple = 1;
        long initDivisorLong = divisorLong;

        while(dividendLong >= divisorLong){

            dividendLong = dividendLong - divisorLong;
            result += multiple;

            divisorLong += divisorLong;
            multiple += multiple;

            if(dividendLong < divisorLong){
                divisorLong = initDivisorLong;
                multiple = 1;
                continue;
            }

        }

        if(sign < 0){
            result = 0 - result;
        }

        return result;

    }

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O( log( dividend / divisor ) )。
  • 空间复杂度:O(1)。

题目地址:https://leetcode-cn.com/problems/divide-two-integers

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