给定两个整数u和v,他们分别有m和n为数字,且m≤n,用通常的乘法求uv的值需要O(mn)时间,可以将u和v均看作是有n位数字的大整数,用本章介绍的分治法,在O(n^(log3))时间内计算uv的值,当m<<n时,此法效率不高。设计算法在O(nlog2/3)时间计算uv的值
时间: 2024-02-16 20:01:48 浏览: 28
可以使用三种算法结合的方式来实现O(nlog2/3)时间复杂度计算两个大整数的乘积。具体步骤如下:
1. 将u和v分别分成两个部分,每部分的位数为n/3和2n/3。可以使用位运算来实现这一步骤,例如右移和掩码,可以在O(1)时间内完成。
2. 递归计算三个小规模的乘积:z0 = u0 * v0, z2 = u2 * v2, z1 = (u0 + u2) * (v0 + v2) - z0 - z2。这一步骤的时间复杂度为O(n^(log3 - log2))。
3. 将结果组合起来:z = z0 * 10^(2n/3) + z1 * 10^(n/3) + z2。这一步骤的时间复杂度为O(n)。
综上所述,时间复杂度为T(n) = 3T(n/3) + O(n^(log3 - log2)) + O(n),根据主定理,可以得到T(n) = O(n^(log2/3))。因此,这种算法可以在O(nlog2/3)时间内计算两个大整数的乘积。
相关问题
给定两个大整数u和v,它们分别有m和n位数字,且m≤n.用通常的乘法求uv的值需要O(mn)时间.可以将u和v均看作有n位数字的大整数.用本章介绍的分治法,在O(mlog3)时间内计算iuv的值.当m比n小得多时,用这种方法就显得效率不够高.试设计一个算法,在上述情况下用O(nmlog3/2)时间求出uv的值.
首先,我们可以将 $u$ 和 $v$ 分别拆分成高位和低位两个部分,即:
$$
u = u_1 \times 10^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} + u_0 \\
v = v_1 \times 10^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} + v_0
$$
这样,$uv$ 就可以表示为:
$$
uv = (u_1 \times 10^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} + u_0) \times (v_1 \times 10^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} + v_0) \\
= u_1v_1 \times 10^n + (u_1v_0 + u_0v_1) \times 10^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} + u_0v_0
$$
我们可以使用递归的方式来计算上述式子。具体地,我们可以先递归地计算 $u_1v_1$ 和 $u_0v_0$,然后再计算 $u_1v_0 + u_0v_1$。$u_1v_0 + u_0v_1$ 可以转化为 $(u_1 + u_0)(v_1 + v_0) - u_1v_1 - u_0v_0$,因此我们只需要递归地计算 $(u_1 + u_0)(v_1 + v_0)$,然后减去 $u_1v_1$ 和 $u_0v_0$ 即可。
这样,我们就可以得到一个 $O(n^{\log_2 3})$ 的算法。如果 $m$ 比 $n$ 小得多,我们可以将 $u$ 和 $v$ 都看作有 $n$ 位数字的大整数,然后使用上述算法计算 $uv$,这样可以得到一个 $O(n^{\log_2 3})$ 的时间复杂度。因此,总时间复杂度为 $O(n^{\log_2 3}) = O(m \cdot n^{\log_2 3 - 1}) = O(mn^{\frac{\log_2 9}{2}})$。
给定两个整数集合M和N,升序输出他们的交运算集合
以下是 Python 代码实现:
```python
M = [1, 2, 3, 4, 5]
N = [3, 4, 5, 6, 7]
# 使用 set 类型求交集
intersection = set(M) & set(N)
# 将交集转换为列表类型并排序
intersection_list = sorted(list(intersection))
# 输出结果
print(intersection_list)
```
输出结果为 `[3, 4, 5]`,即为 M 和 N 的交集。