• 大整数运算


          对于A,B的范围在int范围内,求解A与B的加减乘除运算我相信大家很快就可以写出程序来,但是如果A,B是有着1000个数位的整数呢?恐怕就没有已有的数据类型来表示了,这时候只能老实的模拟加减乘除运算的过程。模拟加减乘除的运算的过程,原理就是小学的。

          大整数又称为高精度整数,其含义就是用基本的数据类型无法存储其精度的整数。大整数运算即高精度运算。

    首先,介绍大整数的存储。

            很简单,用数组即可。例如,int型数组d[1000];如将123456存储到数组中,则有d[0]=6,d[1]=5.......d[5]=1;即整数的高位存储在数组的高位,整数的低位存储在数组的低位。之所以不反过来存储的原因,是因为在存储运算的时候都是从整数的低位开始枚举,顺位存储正好与这种思维相契合。值得注意的是,当整数按字符串读入的时候,实际上是逆位存储的,即str[1]='1',str[2]='2'......,因此在读入之后需要反转一下。

    为了方便获取大整数的长度,一般会定义一个int型变量len来记录其长度,并与d数组形成结构体。

     

    struct bign{
    	int d[1000];
    	int len;
    	bign(){ //初始化 
    		memset(d,0,sizeof(d));
    		len=0;
    	}
    }; 
    

     这样在每次定义结构体变量时,都会自动对该变量进行初始化。

    bign是big number的缩写,而输入大整数时,一般都是以字符串读入,然后再把字符串另存至bign的结构体。

    由于字符串需要逆转才为顺序存储,所以需要让字符串倒着赋给d[ ]数组。

    bign change(char str[]){//将整数转换为bign
          bign a;
    	  a.len=strlen(str);   //bign的长度就是字符串的长度 
    	  for(int i=0;i<a.len;i++) {
    	  	a.d[i]=str[a.len-1-i]-'0'; //逆着赋值 
    		  
    	  }
    	return a; 
    }
    

     如果是比较bign变量的大小,规则也很简单,先判断两者len的大小,如果不想等,长的为大,如果想对,从高为至低位比较,判断两个数的大小。

    int compare (bign a,bign b){  
        if(a.len>b.len)  return 1;//a大  
        else if(a.len<b.len)   return -1;//a小  
        else{  
            for(int i=a.len-1;i>=0;i--){  
                if(a.d[i]>b.d[i])   return 1;  
                else if(a.d[i]<b.d[i]) return -1;  
            }  
        }   
        return 0;//两数相等   
    }
    

     接下来,主要介绍四个运算:高精度的加减乘除。

    高精度加法完整代码如下:

    //高精度加法   
    #include<stdio.h>  
    #include<string.h>  
    struct bign{  
        int d[1000];  
        int len;  
        bign(){ //初始化   
            memset(d,0,sizeof(d));  
            len=0;  
        }  
    };   
    bign change(char str[]){//将整数转换为bign  
          bign a;  
          a.len=strlen(str);   //bign的长度就是字符串的长度   
          for(int i=0;i<a.len;i++) {  
            a.d[i]=str[a.len-1-i]-'0'; //逆着赋值   
                
          }  
        return a;   
    }   
    bign add(bign a,bign b){  
        bign c;  
        int carry=0;//carry表示进位  
        for(int i=0;i<a.len||i<b.len;i++){ //以较长的为界限   
            int temp=a.d[i]+b.d[i]+carry;//两个对应位与进位相加   
            c.d[c.len++]=temp%10;//个数为为该结果   
            carry=temp/10;//十数位为新的进位   
        }   
        if(carry!=0){ //如果最后的进位不为0,则直接赋给结果的最高位   
            c.d[c.len++]=carry;  
        }  
        return c;  
    }  
    void print (bign a){ //打印结果   
        for(int i=a.len-1;i>=0;i--){  
            printf("%d",a.d[i]);  
                }  
    }  
    int main(){  
        char str1[1000],str2[1000];  
        scanf("%s%s",str1,str2);  
        bign a=change(str1);  
        bign b=change(str2);  
        print(add(a,b));  
        return 0;  
    }
    

     高精度减法代码如下:

    //高精度减法  
    bign sub(bign a,bign b){  
        bign c;  
        for(int i=0;i<a.len||i<b.len;i++){  
            if(a.d[i]<b.d[i]){//如果不够减   
                a.d[i+1]--;//向高位借位  
                a.d[i]+=10;   
            }  
            c.d[c.len++]=a.d[i]-b[i];//减法结果为当前结果   
        }  
        while(c.len-1>=1&&c.d[c.len-1]==0){  
            c.len--; //除去高位的0,同时至少保留一位最低位   
        }   
        return c;   
    }
    

     高精度乘法代码如下:

    //高精度乘法  
    bign multi(bign a,int b){  
        bign c;  
        int carry=0;  
        for(int i=0;i<a.len;i++){  
            int temp=a.d[i]*b+carry;  
            c.d[c.len++]=temp%10;  
            carry=temp/10;  
        }  
        while(carry!=0){  
            c.d[c.len++]=carry%10;  
            carry/=10;  
        }  
        return c;  
    }
    

     高精度除法代码如下:

    //高精度除法  
    bign divide(bign a,int b,int &r){//r为余数   
         bign c;  
         c.len=a.len;//被除数的每一位与商的每一位是一一对应的,因此先令长度相等   
         for(int i=a.len-1;i>=0;i--){  
            r=r*10+a.d[i];  
             if(r<b) c.d[i]=0;//不够除,该位为0  
             else{  
             c.d[i]=r/b;  
             r=r%b;   
              
         }   
    }   
    while(c.len-1>=1&&c.d[c.len-1]==0){  
        c.len--;//去除高位的0,同时至少保留一位最低位   
    }  
    return 0;  
    }
    
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