咱们在处理一道编程面试题的时候，一般除了注意代码规范之外，千万要记得本身心中模拟一个单元测试。主要经过三方面来处理。java
无论如何，必定要保证本身代码考虑的全面，而不要简单地猜测用户的输入必定是正确的，只是去实现功能。一般你编写一个能接受住考验的代码，会让面试官对你另眼相看，你能够不厉害，但已经充分说明了你的靠谱。面试
今天咱们的面试题目是：算法
面试题：尝试实现 Java 的 Math.pow(double base,int exponent) 函数算法，计算 base 的 exponent 次方，不得使用库函数，同时不须要考虑大数问题。编程
面试题来源于《剑指 Offer》第 11 题，数字的整数次方。函数
不要介意 Java 真正的方法是 Math.pow(double var1,double var2)。单元测试
因为不须要考虑大数问题，很多小伙伴心中暗自窃喜，这题目也太简单了，给我撞上了，运气真好，因而直接写出下面的代码：测试
public class Test11 { private static double power(double base, int exponent) { double result = 1.0; for (int i = 0; i < exponent; i++) { result *= base; } return result; } public static void main(String[] args) { System.out.println(power(2, 2)); System.out.println(power(2, 4)); System.out.println(power(3, 1)); System.out.println(power(3, 0)); } }
写的快天然是好事，若是正确的话会被面试官认为是思惟敏捷。但若是考虑不周的话，恐怕就极容易被面试官认为是不靠谱的人了。在技术能力和靠谱度之间，大多数面试官更青睐于靠谱度。优化
咱们上面确实作到了功能测试，但面试官可能会直接提示咱们，假设咱们的 exponent 输入一个负值，能获得正确值么？spa
跟着本身的代码走一遍，终于意识到了这个问题，当 exponent 为负数的时候，循环根本就进不去，不管输入的负数是什么，都会返回 1.0，这显然是不正确的算法。代码规范
咱们在数学中学过，给一个数值上负数次方，至关于给这个数值上整数次方再求倒数。
意识到这点，咱们修正一下代码。
public class Test11 { private static double power(double base, int exponent) { // 由于除了 0 之外，任何数值的 0 次方都为 1，因此咱们默认为 1.0； // 0 的 0 次方，在数学书是没有意义的，为了贴切，咱们也默认为 1.0 double result = 1.0; // 处理负数次方状况 boolean isNegetive = false; if (exponent < 0) { isNegetive = true; exponent = -exponent; } for (int i = 0; i < exponent; i++) { result *= base; } if (isNegetive) return 1 / result; return result; } public static void main(String[] args) { System.out.println(power(2, 2)); System.out.println(power(2, 4)); System.out.println(power(3, 1)); System.out.println(power(3, -1)); } }
咱们在代码中增长了一个判断是否为负数的 isNegetive 变量，当为负数的时候，咱们就置为 true，并计算它的绝对值次幂，最后返回结果的时候返回它的倒数。
面试官看到这样的代码，可能就有点按捺不住心里的怒火了，不过因为你此前一直面试回答的较好，也打算再给你点机会，面试官提示你，当 base 传入 0，exponent 传入负数，会怎样？
瞬间发现了本身的问题，这不是犯了数学最多见的问题，给 0 求倒数么？
虽然 Java 的 Math.pow() 方法也存在这个问题，但咱们这里忽略不计。
因而立刻更新代码。
public class Test11 { private static double power(double base, int exponent) { // 由于除了 0 之外，任何数值的 0 次方都为 1，因此咱们默认为 1.0； // 0 的 0 次方，在数学书是没有意义的，为了贴切，咱们也默认为 1.0 double result = 1.0; // 处理底数为 0 的状况，底数为 0 其余任意次方结果都应该是 0 if (base == 0) return 0.0; // 处理负数次方状况 boolean isNegetive = false; if (exponent < 0) { isNegetive = true; exponent = -exponent; } for (int i = 0; i < exponent; i++) { result *= base; } if (isNegetive) return 1 / result; return result; } public static void main(String[] args) { System.out.println(power(2, 2)); System.out.println(power(2, 4)); System.out.println(power(3, 1)); System.out.println(power(0, -1)); } }
有了上一次的经验，此次并不敢直接上交代码了，而是认真检查边界值和各类状况。检查 1 遍，2 遍，均没有发现问题，提交代码。
计算机表示小数均有偏差，这个在 Python 中尤为严重，但经数次测试，《剑指 Offer》中讲的双精度偏差问题彷佛在 Java 的 == 运算符中并不存在。若有问题，欢迎指正。
上面的代码基本还算整，健壮性也还不错，但面试官可能还想问问有没有更加优秀的算法。
仔细查看，确实彷佛是有办法优化的，好比咱们要求 power(2,16) 的值，咱们只须要先求出 2 的 8 次方，再平方就能够了；以此类推，咱们计算 2 的 8 次方的时候，能够先计算 2 的 4 次方，而后再作平方运算.....妙哉妙哉！
须要注意的是，若是咱们的幂数为奇数的话，咱们须要在最后再乘一次咱们的底数。
咱们尝试修改代码以下：
public class Test11 { private static double power(double base, int exponent) { // 由于除了 0 之外，任何数值的 0 次方都为 1，因此咱们默认为 1.0； // 0 的 0 次方，在数学书是没有意义的，为了贴切，咱们也默认为 1.0 double result = 1.0; // 处理底数为 0 的状况，底数为 0 其余任意次方结果都应该是 0 if (base == 0) return 0.0; // 处理负数次方状况 boolean isNegetive = false; if (exponent < 0) { isNegetive = true; exponent = -exponent; } result = getTheResult(base, exponent); if (isNegetive) return 1 / result; return result; } private static double getTheResult(double base, int exponent) { // 若是指数为0，返回1 if (exponent == 0) { return 1; } // 指数为1，返回底数 if (exponent == 1) { return base; } // 递归求一半的值 double result = getTheResult(base, exponent >> 1); // 求最终值，若是是奇数，还要乘一次底数 result *= result; if ((exponent & 0x1) == 1) { result *= base; } return result; } public static void main(String[] args) { System.out.println(power(2, 2)); System.out.println(power(2, 4)); System.out.println(power(3, -1)); System.out.println(power(0.1, 2)); } }
完美解决。
在提交代码的时候，还能够主动提示面试官，咱们在上面用右移运算符代替了除以 2，用位与运算符代替了求余运算符 % 来判断是一个奇数仍是一个偶数。让他知道咱们对编程的细节真的很重视，这大概也就是细节决定成败吧。一两个细节的打动说不定就让面试官下定决心给咱们发放 Offer 了。
位运算的效率比乘除法及求余运算的效率要高的多。
由于移位指令占 2 个机器周期，而乘除法指令占 4 个机器周期。从硬件上看，移位对硬件更容易实现，因此咱们更优先用移位。
好了，今天咱们的面试精讲就到这里，咱们明天再见！