大整数运算

mac2024-04-14  36

一般数据范围: int型:10^9 long long型:10^18 double型:10^308 如果要存储的数据比这些还大,就需要使用大整数运算



大整数的存储

用数组将大整数的每一位数一次存储 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 (如235813有:d[0] = 3, d[1] = 1, d[2] = 8, d[3] = 5, d[4] = 3, d[5] = 2) 因为加法减法乘法都是从低位遍历到高位,只有除法从高位开始 所以加法减法乘法即时更新长度,而除法的长度提前确定一般会定义一个d数组和记录长度的len组成的结构体来表示大整数 struct bign{ int d[1000]; int len; bign() //构造函数初始化结构体变量,每次定义结构体变量时都会初始化 { memset(d,0,sizeof(d)); len = 0; } }; //bign即为big number

大整数的四则运算

高精度加法 bign add(bign a, bign b) { bign c; int carry = 0; //进位 for(int i = 0; i < a.len || i < b.len; i++) { int temp = a.d[i] + b.d[i] + carry; c.d[c.len++] = temp%10; carry = temp/10; } if(carry) //如果最后进位不为0,则直接赋值给结果的最高位 { c.d[c.len++] = carry; } return c; } 高精度减法(减法后高位可能有多余的0,要除去它们,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++) { if(a.d[i] < b.d[i]) //不够减 { a.d[i+1]--; //向高位借 a.d[i] += 10; //当前位加10 } c.d[c.len++] = a.d[i] - b.d[i]; } while(c.len - 1 > 0 && c.d[len-1] == 0) //去除高位的0,同时至少保留一位最低位 { c.len--; } return c; }

tip:乘除法a和b中如果存在负数,需要先记录下其负号,然后取它们的绝对值代入函数

高精度与低精度的乘法 bign multi(bign a, int b) { bign c; int carry = 0; //进位 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) //乘法的进位可能不止一位,因此用while { c.d[len++] = carry%10; carry /= 10; } return c; } 高精度与低精度的除法 bign divide(bign a, int b, int &r) { bign c; c.len = a.len; //被除数的每一位和商的每一位是一一对应的,先令长度相等 for(int i = a.len - 1; i >= 0; i--) { r = r * 10 + a.d[i]; if(r < b) //不够除 c.d[i] = 0; else { c.d[i] = r/b; //商 r = r%b; } } while(c.len - 1 > 0 && c.d[c.len - 1] == 0) { c.len--; } return c; }

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