大整数的储存
为了方便随时获取大整数的长度,一般都会定义一个int型变量len来记录其长度,并和d数组组成结构体。
struct bign{
int d[1000];
int len;
bign(){ //初始化结构体
memset(d, 0, sizeof(d)); //fill(d, d + sizeof(d), 0)
len = 0;
}
};
在输入大整数时,一般都是先用字符串进行读入,然后再把字符串另存为到bign结构体,由于按照字符串的顺序进行读入时,整数的高位就会变成数组的低位,所以要将字符串倒着赋给d[]数组。
bign change(char str[]){ //将整数转换为bign
bign a;
a.len = strlen(str);
for (int i = 0; i < a.len; i++){
a.d[i] = str[a.len - i - 1] - '0';
}
return a;
}
输出bign
void print(bign a){
for(int i=a.len-1;i>=0;i--){
printf("%d",a.d[i]);
}
}
大整数的比较
规则:先判断两者的len大小,如果不相等,则以长的为大;如果相等,则从高位到低位进行比较,直到出现某一位不等,只要有一位a大,则a大,只要有一位a小,则a小。
int compare(bign a, bign b){
if (a.len > b.len) return 1;
else if (a.len < b.len) return -1;
else{
for (int i = a.len - 1; i >= 0; i--){ //从高位往低位比较
if (a.d[i] > b.d[i]) return 1;
else if (a.d[i] < b.d[i]) return -1;
}
return 0;
}
}
大整数的四则运算
1. 高精度加法
思路:与整数相加的方法一样,将改为上的两个数字与进位相加,得到的结果取个位数作为该位结果,取十位数作为新的进位。
bign add(bign a, bign b){
bign c;
int ci = 0; //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] + ci;
c.d[c.len++] = temp % 10;
ci = temp / 10;
}
if (ci != 0){
c.d[c.len++] = ci;
}
return c;
}
(color{red}{最后指出,这样写法的条件是两个对象都是非负整数。如果有一方是负的,可以在转换到数组这一步时去掉其负号,然后采用高精度减法;如果两个都是负的,就都去掉负号})
(color{red}{后采用高精度加法,最后再把负号加回去即可。})
2. 高精度减法
思路:对于某一步,比较被减位和减位,如果不够减,则令被减位的高位减1、被减位加10再进行减法;如果够减,就直接减。最后一步要注意减法后高位可能有多余的0,要去除它们,但也要保证结果至少有一位数。
bign sub(bign a, bign b){
bign c;
for (int i = 0; i < a.len || i < b.len; i++){ //以较长的为界限
if (a.d[i] < b.d[i]){
a.d[i + 1]--;
a.d[i] += 10;
}
c.d[c.len++] = a.d[i] - b.d[i];
}
while (c.len > 1 && c.d[c.len - 1] == 0){
c.len--;
}
return c;
}
(color{red}{最后需要指出,使用sub函数前要比较两个数的大小,如果被减数小于减数,需要交换两个变量,然后输出负号,再使用sub函数。})
3. 高精度与低精度的乘法
思路:取bign的某位与int型整体相乘,再与进位相加,所得结果的个位数作为该位结果,高位部分作为新的进位。
bign multi(bign a, int b){
bign c;
int ci = 0; //进位
for (int i = 0; i < a.len; i++){
int temp = a.d[i] * b + ci;
c.d[c.len++] = temp % 10;
ci = temp / 10;
}
while (ci != 0){
c.d[c.len++] = ci % 10;
ci /= 10;
}
return c;
}
(color{red}{另外,如果a和b中存在负数,需要先记录下其负号,然后取他们的绝对值代入函数。})
3. 高精度与低精度的除法
思路:对于某一步来说,上一步的余数乘以10加上该步的位,得到该步临时的被除数,将其与除数比较:如果不够除,则该位的商为0;如果够除,则商即为对应的商,余数即为对应的余数。最后一步要注意减法后高位可能有多余的0,要去除它们,但也要保证结果至少有一位数。
bign divide(bign a, int b, int &r){ //r为余数
bign c;
c.len = a.len;
for (int i = a.len - 1; i >= 0; i--){
r = r * 10 + a.d[i];
if (r < b) c.d[i] = 0;
else{
c.d[i] = r / b;
r = r % b;
}
}
while (c.len > 1 && c.d[c.len - 1] == 0){
c.len--;
}
return c;
}
在上述代码中,考虑到函数每次只能返回一个数据,而很多题目里面会经常要求得到余数,因此把余数写成“引用”的形式直接作为参数传入,或是把r设成全局变量。其作用是在函数中可以视为直接对原变量进行修改,而不像普通函数参数那样,在函数中的修改不影响原变量的值。这样当函数结束时,r的值就是最终的余数。