对于给定的正整数n(超大数),求1+2+...+n,采用逐个累加与高斯法两种解法。对于相同的n,给出这两种解法的求和结果和求解时间,并用相关数据进行测试。c++完整代码
时间: 2024-10-11 13:04:52 浏览: 43
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对于给定的大整数`n`,计算从1到`n`的所有整数之和,可以使用两个常见的方法:
1. **逐个累加**(朴素算法):
这种方法是最直观的,通过循环依次将每个数加起来。在C++中,代码大致如下:
```cpp
#include <iostream>
using namespace std;
// 使用递归实现,但注意这可能导致栈溢出对大数处理
unsigned long long sumNaive(int n) {
if (n == 0) return 0;
else return n + sumNaive(n - 1);
}
int main() {
unsigned long long n = 1e9; // 假设一个非常大的数
unsigned long long result = sumNaive(n);
cout << "朴素方法的结果: " << result << endl;
// 求解时间:这个方法的时间复杂度是O(n),因为需要n次相加操作,实际运行时可能受系统限制而变慢。
}
```
2. **高斯求和公式**(更高效算法):
利用数学公式`sum = n * (n + 1) / 2`,对于任意正整数n都能直接计算总和,无需遍历所有数。在C++中,代码简化了求和过程:
```cpp
unsigned long long sumGauss(int n) {
return (unsigned long long)n * (n + 1) / 2;
}
int main() {
unsigned long long n = 1e9;
unsigned long long result = sumGauss(n);
cout << "高斯方法的结果: " << result << endl;
// 求解时间:由于使用了一个简单的算术公式,此方法的时间复杂度近乎为O(1),无论n有多大,执行速度都非常快。
}
```
关于测试,你可以选择几个大质数和非质数作为`n`的值,比较两种方法的输出是否一致,并测量它们的实际运行时间。特别是当`n`变得非常大时,高斯法的优势会很明显。
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