使用递归和模计算指数的算法

用户11518452

我被教导了一种使用 mod 和递归计算指数的不同方法,但我并不完全理解它。方法是:要做b^e,我们可以这样分解:

  q = e div 2
  r = e mod 2
then e = 2q+r, and r could be 0 or 1.

If r=0:

    b^e = (b^q)^2

If r=1:

    b^e = (b^q)^2 * b

base case: b^0 = 1.

例如:2^2, b=2, e=2

q = 2/2 = 1
r = 2mod2 = 0

r=0, therefore 2^2 = 2^1^2

我正在尝试对此进行编码。

pow :: Integer -> Integer -> Integer
pow b e
    | e == 0 = 1
    | r == 0 = pow (pow b q) 2
    | r == 1 = b * pow (pow b q) 2
  where
    (q, r) = divMod e 2

但是代码不会在任何时候结束e!=0,例如,pow (-2) 4或者pow 1 1永远持续下去。知道为什么吗?

丹尼尔·瓦格纳

如果您尝试pow b 2手动评估,您会很快明白原因。因为divMod 2 2 = (1, 0),我们从 扩展pow b 2pow (pow b 1) 2请注意,这也是形式pow b' 2b' = pow b 1所以我们得到了一个无限链:

pow b 2
=
pow (pow b 1) 2
=
pow (pow (pow b 1) 1) 2
=
pow (pow (pow (pow b 1) 1) 1) 2
=
...

有几种方法可以解决它。你可以添加一个基本情况为e == 2,或代替递归调用pow两次,你可以只是自己做乘法(如更换pow foo 2foo * foo您现有的代码)。

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