Python实现俄罗斯农民乘法

Python实现俄罗斯农民乘法

俄罗斯农民乘法又称为双倍增量算法,是一种快速的乘法算法。相较于标准的竖式乘法,其速度更快。下面将介绍如何在Python中实现俄罗斯农民乘法的程序。

算法原理

俄罗斯农民乘法的原理是将两个数递归地不断地取半,一半取整,另一半取余,直到其中的一半为1。最后再将剩余的整数部分都相加即为乘积。例如,将10和7相乘,可以按照如下方式进行:

  1. 10和7分别除以2得到5和3,分别写在两列的左边;
  2. 5再除以2得到2,余1;3再除以2得到1,余1,这些余数写在两列的右边;
  3. 将右边列中的所有数相加,即1+1+3=5;

最终答案即为左边列中的所有整数相加,即5。

代码实现

下面是Python中俄罗斯农民乘法的程序实现:

def russian_peasant_mult(x, y):
    result = 0
    while y > 0:
        if y & 1:
            result += x
        x <<= 1
        y >>= 1
    return result

该程序接受两个参数x和y,代表需要相乘的两个数。使用位运算符来判断y是否为奇数,如果是则将x加到结果result中。然后将x乘以2,将y除以2,直到y为0。

测试样例

下面是几个测试样例:

assert russian_peasant_mult(2, 3) == 6
assert russian_peasant_mult(123456, 789) == 97463504
assert russian_peasant_mult(123456789, 987654321) == 121932631137021789
assert russian_peasant_mult(0, 123) == 0
assert russian_peasant_mult(123, 0) == 0

结论

通过以上程序,我们学会了如何使用Python实现俄罗斯农民乘法。这种乘法算法在处理大数据时会更加快速,因此在实际应用中也会被广泛使用。

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