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; }