首先,快速幂的目的就是做到快速求幂,假设我们要求a^b,按照朴素算法就是把a连乘b次,这样一来时间复杂度是O(b)也即是O(n)级别,快速幂能做到O(logn),快了好多好多。它的原理如下:

快速幂_位运算


11的二进制是1011,11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1,因此,我们将a¹¹转化a1a2a8 ,看出来快的多了吧原来算11次,现在算三次,但是这三项貌似不好求的样子…不急,下面会有详细解释。   

由于是二进制,很自然地想到用位运算这个强大的工具:&和>> &运算通常用于二进制取位操作,例如一个数 & 1 的结果就是取二进制的最末位。还可以判断奇偶x&1=0为偶,x&1=1为奇。 >>运算比较单纯,二进制去掉最后一位,不多说了,先放代码再解释。

int poww(int a, int b) {
int ans = 1, base = a;
while (b) {
if (b & 1)
ans *= base;
base *= base;
b >>= 1;
}
return ans;
}

代码很短,死记也可行,但最好还是理解一下吧,其实也很好理解,以b11为例,b=>1011,二进制从右向左算,但乘出来的顺序是 a(20)*a(21)a(23),是从左向右的。==我们不断的让base=base目的即是累乘,以便随时对ans做出贡献(末尾为1时即b&1不为零时作贡献)

其中要理解base*=base这一步:因为 basebase==base2,下一步再乘,就是base2base2==base4,然后同理 base4base4=base8,由此可以做到base–>base2–>base4–>base8–>base16–>base32…指数正是 2^i ,再看上面的例子,a¹¹= a1a2*a8,这三项就可以完美解决了,快速幂就是这样。