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大整数算法

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落曦
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发布于: 2020 年 11 月 24 日

大整数加法


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  1. 大整数存储到数组当中。

  2. 个位数开始相加再加上上一位的进位。(A0+B0+t )t 表示进位初始为 0。

#include <iostream>using namespace std;
const int N = 100010;int A[N], B[N], C[N];
int Add(int a[], int b[], int c[], int cnt) {
int t = 0;//t表示进位
for (int i=1; i<=cnt; i++) { t += a[i] + b[i];//进位加上a和b第i位上的数 c[i] = t % 10;//c的值就是进位的个位数 t /= 10;//把t的个位数去掉只剩下十位数,即只剩下这个位置的进位 } if (t) c[++cnt] = 1;//如果t==1,表示还有一个进位,要补上
return cnt;}
int main() {
string a, b; cin >> a >> b; //A和B倒着放进int数组,因为有进位,倒着放容易处理 int cnt1 = 0; for (int i=a.size()-1; i>=0; i--) A[++cnt1] = a[i] - '0';
int cnt2 = 0; for (int i=b.size()-1; i>=0; i--) B[++cnt2] = b[i] - '0';
int tot = Add(A, B, C, max(cnt1, cnt2));
//因为A和B是倒着放的,所以C也要倒着输出 for (int i=tot; i>=1; i--) cout << C[i];}
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大整数减法


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  1. A>B——>A-B

  2. A<B——>-(B-A)

  3. Ai-Bi-t>=0——>Ai-Bi-t

  4. Ai-Bi-t<0——>Ai-Bi+10-t

  5. (t+10)%10 将 3,4 两位结合

#include<iostream>#include<vector>using namespace std;//判断AB的大小 A>=Bbool cmp(vector<int>& a, vector<int>& b){    if(a.size()!=b.size()) return a.size()>b.size();    for(int i=a.size()-1;i>=0;i--)    {        //最高位不相等        if(a[i]!=b[i]) return a[i]>b[i];    }    return true;}//C=A-Bvector<int> sub(vector<int>& a ,vector<int>& b){    vector<int> result;    int t=0;//进位    for(int i=0;i<a.size() || t;i++)    {        if(i<a.size()) t=a[i]-t;        if(i<b.size()) t-=b[i];        result.push_back((t+10)%10);        if(t<0) t=1;//如果t<0就进一位,否则不进        else t=0;    }    //清除前缀0      while(result.size()>1 && result.back()==0) result.pop_back();    return result;}

int main(){ string a,b; vector<int> c,d,result; cin>>a>>b; for(int i=a.size()-1;i>=0;i--) c.push_back(a[i]-'0'); for(int i=b.size()-1;i>=0;i--) d.push_back(b[i]-'0'); if(cmp(c,d)) result=sub(c,d); else printf("-"),result=sub(d,c); for(int i=result.size()-1;i>=0;i--) cout<<result[i]; return 0;}
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大整数乘法

高精度 X 低精度


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  1. Ai 的每一个数都成 b

#include <iostream>#include <vector>
using namespace std;
vector <int> mul(vector <int> & A, int b) { vector <int> C;
int t = 0; for (int i = 0; i < A.size(); i ++) { t += A[i] * b; // t + A[i] * b = 7218 C.push_back(t % 10); // 只取个位 8 t /= 10; // 721 看作 进位 }
while (t) { // 处理最后剩余的 t C.push_back(t % 10); t /= 10; } //去掉前导0 while (C.size() > 1 && C.back() == 0) C.pop_back();
return C;}
int main() { string a; int b; cin >> a >> b;
vector <int> A; for (int i = a.size() - 1; i >= 0; i --) A.push_back(a[i] - '0');
auto C = mul(A, b);
for (int i = C.size() - 1; i >= 0; i --) { cout << C[i]; }
return 0;}
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高精度 X 高精度


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#include <iostream>#include <vector>
using namespace std;
vector<int> mul(vector<int> &A, vector<int> &B) { vector<int> C(A.size() + B.size(), 0); // 初始化为 0,且999*99最多 5 位
for (int i = 0; i < A.size(); i++) for (int j = 0; j < B.size(); j++) C[i + j] += A[i] * B[j];
int t = 0; for (int i = 0; i < C.size(); i++) { // i = C.size() - 1时 t 一定小于 10 t += C[i]; C[i] = t % 10; t /= 10; }
while (C.size() > 1 && C.back() == 0) C.pop_back(); // 必须要去前导 0,因为最高位很可能是 0 return C;}
int main() { string a, b; cin >> a >> b; // a = "1222323", b = "2323423423"
vector<int> A, B; for (int i = a.size() - 1; i >= 0; i--) A.push_back(a[i] - '0'); for (int i = b.size() - 1; i >= 0; i--) B.push_back(b[i] - '0');
auto C = mul(A, B);
for (int i = C.size() - 1; i >= 0; i--) cout << C[i];
return 0;}
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大整数除法

高精度 / 低精度


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#include<iostream>#include<vector>#include<algorithm>using namespace std;//int r=0;vector<int> div(vector<int> &A,int B,int &r){//r传入r的地址,便于直接对余数r进行修改    vector<int> C;    for(int i=0;i<A.size();i++){//对A从最高位开始处理        r=r*10+A[i];//将上次的余数*10在加上当前位的数字,便是该位需要除的被除数        C.push_back(r/B);//所得即为商在这一位的数字        r=r%B;    }    //由于在除法运算中,高位到低位运算,因此C的前导零都在vector的前面而不是尾部,vector只有删除最后一个数字pop_back是常数复杂度,而对于删除第一位没有相应的库函数可以使用,而且删除第一位,其余位也要前移,    //因此我们将C翻转,这样0就位于数组尾部,可以使用pop函数删除前导0    reverse(C.begin(),C.end());    while(C.size()>1&&C.back()==0) C.pop_back();    return C;}int main(){    string a;    int B,r=0; //代表余数    cin>>a>>B;    vector<int> A;    for(int i=0;i<a.size();i++) A.push_back(a[i]-'0');//注意这次的A是由高为传输至低位,由于在除法的手算过程中,发现从高位进行处理    //for(int i=0;i<A.size();i++) cout<<A[i];    //cout<<B;    auto C = div(A,B,r);    for(int i=C.size()-1;i>=0;i--) cout<<C[i];//将C从最高位传给最低位    cout<<endl<<r;//输出余数    cout<<endl;    return 0;}
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