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  • Java 大数、高精度模板

    介绍:

      java中用于操作大数的类主要有两个,一个是BigInteger,代表大整数类用于对大整数进行操作,另一个是BigDecimal,代表高精度类,用于对比较大或精度比较高的浮点型数据进行操作。因为这两种类的使用方法是一样的,所以下面我们以BigInteger为例进行讲解

    基本用法:

      

    1、新建一个值为123的大整数对象 
    BigInteger a=new BigInteger(“123”); //第一种,参数是字符串 
    BigInteger a=BigInteger.valueOf(123); //第二种,参数可以是int、long

    // BigInteger a = BigInteger( string x);

    2、大整数的四则运算 
    a. add(b); //a,b均为BigInteger类型,加法 ,这里并没有在a上加上b,而是返回了一个a+b的对象

    a.subtract(b); //减 法 
    a.divide(b); //除法 
    a.multiply(b); //乘法

    3、大整数比较大小 
    a.equals(b); //如果a、b相等返回true否则返回false 
    a.comareTo(); //a小于b返回-1,等于返回0,大于返回1

    4、常用方法 
    a.mod(b); //求余 
    a.gcd(b); //求最大公约数 
    a.max(b); //求最大值 
    a.min(b); //求最小值

    5、BigInteger中的常数 
    BigInteger.ZERO //大整数0 
    BigInteger.ONE //大整数1 
    BigInteger.TEN //大整数10

    输入模板:

    1     Scanner cin = new Scanner(System.in); //读入
    2     while(cin.hasNext()){  //等同于!=EOF
    3         BigInteger a;
    4         a = cin.BigInteger();   //读入一个BigInteger;
    5         System.out.println(a);   //输出a并换行
    6     }

    劳动成果窃取~

     1 //d为int型,a,b,c都为大数
     2 c=a.add(b);             //  相加
     3 c=a.subtract(b);       //    相减
     4 c=a.multiply(b);          // 相乘
     5 c=a.divide(b);        // 相除取整
     6 c=a.gcd(b);          //  最大公约数
     7 c=a.remainder(b);   //  取余
     8 c=a.mod(b);         // a mod b
     9 c=a.abs();           // a的绝对值
    10 c=a.negate();        // a的相反数
    11 c=a.pow(d);           // a的b次幂        d为int型    
    12 c=a.max(b);           //  取a,b中较大的
    13 c=a.min(b);                //  取a,b中较小的
    14 d=a.compareTo(b);    //比较a与b的大小 d=-1小于d=0等于 d=1大于  d为int型
    15 a.equals(b);       //  判断a与b是否相等    相等返回true  不相等返回false  
    16 d=a.intValue();      //       将大数a转换为 int 类型赋值给 d  
    17 e=a.longValue();     //       将大数a转换为  long 类型赋值给 e  
    18 f=a.floatValue();    //       将大数a转换为  float 类型赋值给 f  
    19 g=a.doubleValue();   //       将大数a转换为  double 类型赋值给 g  
    20 s=a.toString();      //     将大数a转换为 String 类型赋值给 s  
    21 <span style="color:#ff0000;">s=a.toPlainString();  //将大数a转换为String类型赋值给s,且不表示为科学计数法</span>  
    22 a=BigInteger.valueOf(e);  // 将 e 以大数形式赋值给大数 a   e只能为long或int  
    23 a=newBigInteger(s, d);  // 将s数字字符串以d进制赋值给大数a如果d=s字符数字的进制则等同于将数字字符串以大数形式赋值给大数a  
    24 String st = Integer.toString(num, base); //把int型num当10进制的数转成base进制数存入st中    (base <= 35).  
    25 int num = Integer.parseInt(st, base); //把st当做base进制,转成10进制的int  
    26 (parseInt有两个参数,第一个为要转的字符串,第二个为说明是什么进制).    
    27 BigInter m = new BigInteger(st, base); // st是字符串,base是st的进制.  
    28 BigInteger a;  
    29 int b;  
    30 Stringc;  
    31 a=cin.nextBigInteger(b);   //以b进制读入一个大数赋值给a  
    32 c=a.toString(b);          // 将大数a以b进制的方式赋给字符串c  
    33 a=newBigInteger(c, b);  //把c 当做“b进制“转为十进制大数赋值给a  

    注意:

    使用java大数类解决问题时我们需要注意两个方面 :
    1、不能有包名,也就是说我们要把主类放到默认的包里,如果你的代码里出现形如package cn.gov.test;这样的代码你很有可能会收获到RE 
    2、提交的类的类名必须为Main,如果是其他的名字你有可能收获到CE也有可能收获到WA(例如UVA)

    光说不练假把式,学习了理论之后我们更需要编码练习,下面是我挑选的几个例题,希望能帮助到你

    1:判断a == b
    题目描述:输入两个非常大的数A和B,判断A是否等于B,如果相等输出YES,否则输出NO 
    分析:这个题在hdu上实际上并没有给出范围,WA了之后才知道这是道大数题,因为仅仅涉及到输入、比较和输出,所以非常适合用作大数的入门题 
    注意:这里只是说给出两个数A和B,并没有说是两个整数,所以应该采用BigDecimal 

     1 import java.math.BigDecimal;
     2 import java.util.Scanner;
     3 
     4 public class Main {
     5 
     6     public static void main(String[] args) {
     7         // TODO Auto-generated method stub
     8 
     9         BigDecimal a, b;
    10         Scanner cin = new Scanner(System.in);
    11 
    12         while (cin.hasNext()) {
    13             a = cin.nextBigDecimal();
    14             b = cin.nextBigDecimal();
    15             if (a.compareTo(b) == 0) System.out.println("YES");
    16             else System.out.println("NO");
    17         }
    18 
    19     }
    20 
    21 }

    2、大整数加法
    题目描述:求两个不超过200位的非负整数的和。 
    分析:也是非常简单的入门题,直接输入后调用BigInteger自带的方法add即可 

     1 import java.math.BigInteger;
     2 import java.util.Scanner;
     3 
     4 public class Main {
     5 
     6     public static void main(String[] args) {
     7         // TODO Auto-generated method stub
     8 
     9         BigInteger a,b;
    10 
    11         Scanner cin = new Scanner(System.in);
    12 
    13         a = cin.nextBigInteger();
    14         b = cin.nextBigInteger();
    15 
    16         System.out.println(a.add(b));
    17     }
    18 
    19 }

    3、大数阶乘
    题目描述:给你一个n,计算n的阶乘,但是n很可能比较大 
    分析:学会java大数后这就是一道不折不扣的水题,新手找找AC的快感吧 

     1 import java.math.BigInteger;
     2 import java.util.Scanner;
     3 
     4 public class Main {
     5 
     6     public static BigInteger getTac(BigInteger a)
     7     {
     8         if(a.compareTo(new BigInteger("1")) <= 0)
     9             return new BigInteger("1");
    10         else
    11             return a.multiply(getTac(a.subtract(new BigInteger("1"))));
    12     }
    13 
    14     public static void main(String[] args) {
    15         // TODO Auto-generated method stub
    16         Scanner cin = new Scanner(System.in);
    17         BigInteger m;
    18         while(cin.hasNext())
    19         {
    20             m = cin.nextBigInteger();
    21             m = getTac(m);
    22             System.out.println(m);
    23         }
    24 
    25     }
    26 
    27 }        

    4、大斐波数
    题目描述:计算第n项Fibonacci数值,n可能比较大 
    分析:这个题与之前的两个水题相比有了一定的含金量,直接按定义求解是会收获TLE的,所以我们需要用递推加打表

     1 import java.math.BigInteger;
     2 import java.util.Scanner;
     3 
     4 
     5 public class Main {
     6 
     7     public static void main(String[] args) {
     8         // TODO Auto-generated method stub
     9         Scanner cin = new Scanner(System.in);
    10 
    11         BigInteger[] nums = new BigInteger[1010];
    12         nums[1] = new BigInteger("1");
    13         nums[2] = new BigInteger("1");
    14         for(int i = 3; i <= 1000; i++)
    15             nums[i] = nums[i - 1].add(nums[i - 2]);
    16 
    17         int T = cin.nextInt();
    18         while(T > 0)
    19         {
    20             T--;
    21             int n = cin.nextInt();
    22             System.out.println(nums[n]);
    23         }
    24 
    25     }
    26 
    27 }

    5、A/B
    题目描述:要求(A/B)%9973,但由于A很大,我们只给出n(n=A%9973)(我们给定的A必能被B整除,且gcd(B,9973) = 1)。 
    分析:最容易想到的方法莫过于让n一直加9973加到n Mod b == 0,不过很可惜这样做会超时的;所以我们换一种思路,因为a一定能被b整除,所以a一定是b的倍数,于是我们让a = b * i(i= 1,2,3···)直到a Mod b == n;此时得到大整数a直接用题目中给的公式就能将正确答案做出来

     1 import java.math.BigInteger;
     2 import java.util.Scanner;
     3 
     4 public class Main {
     5 
     6     public static void main(String[] args) {
     7         // TODO Auto-generated method stub
     8 
     9         Scanner cin = new Scanner(System.in);
    10         int T = cin.nextInt();
    11         while(T > 0)
    12         {
    13             T--;
    14             BigInteger a = cin.nextBigInteger();
    15             BigInteger b = cin.nextBigInteger();
    16             BigInteger d = new BigInteger("9973");
    17             BigInteger z = new BigInteger("0");
    18 
    19 
    20             for(BigInteger i = new BigInteger("1"); ; i = i.add(new BigInteger("1")))
    21             {
    22                 BigInteger c = b.multiply(i);
    23                 if(c.mod(d).compareTo(a) == 0)
    24                 {
    25                     System.out.println(i.mod(d));
    26                     break;
    27                 }
    28             }
    29         }
    30 
    31     }
    32 
    33 }

     

    高精度类的使用:

     1  String temp1 = "1.2222222222222222222222222";
     2             BigDecimal bd1 = new BigDecimal(temp1);
     3             String temp2 = "2.333333333333333333333333";
     4             BigDecimal bd2 = new BigDecimal(temp2);
     5             System.out.println(bd1.add(bd2));                       // 加法  输出   3.5555555555555555555555552
     6             System.out.println(bd1.add(bd2).doubleValue());         // 输出    3.5555555555555554 这里用了一个方法将结果转化为double类型了
     7 
     8             System.out.println(bd2.subtract(bd1));                  //减法    输出 1.1111111111111111111111108
     9             System.out.println(bd2.subtract(bd1).doubleValue());    //输出   1.1111111111111112
    10 
    11             System.out.println(bd2.multiply(bd1));                  //乘法 输出    2.8518518518518518518518513925925925925925925925926
    12             System.out.println(bd2.multiply(bd1).doubleValue());    //乘法    2.8518518518518516
    13 
    14             System.out.println(bd2.divide(bd1, 5, RoundingMode.HALF_UP));                    //除法应该注意很有可能会有除不尽的情况,这时候会有异常抛出,所以要传入控制参数
    15             System.out.println(bd2.divide(bd1, 5, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue());     //输出都是  1.90909
    16 
    17             System.out.println(bd1.compareTo(bd2));                 //比较方法
    18             BigDecimal bd3 = new BigDecimal("1.20");
    19             BigDecimal bd4 = new BigDecimal("1.2");
    20             System.out.println(bd3.compareTo(bd4));           //返回0表示相等
    21             System.out.println(bd3.equals(bd4));             //返回的是false  是错误的
    22                                                              //所以比较的时候使用compareTo()方法
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