• 大整数运算


    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。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/transmigration-zhou/p/12297680.html
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