本文将会为你分享如何解决大整数计算问题,以9999999967为例,我们将从多个方面对其做详细阐述,并给出完整的代码示例。
一、大整数的表示方法
在计算机中,我们通常采用二进制数来表达数字。然而,由于计算机的内存有限,只能存储一定范围的二进制数,因此对于大整数,需要采用其他方法来表示。
我们可以使用字符串来表示大整数,即将大整数的每一位数字都存储在一个字符中,然后用一个字符串来存储这些字符。例如,9999999967可以表示成字符串"9999999967"。
二、大整数的加法
在对大整数进行加法计算时,我们需要模拟手工计算的过程。从两个大整数的最低位开始逐位相加,并且要考虑进位。当一个数的位数不够时,可以在高位补0。
string add(string a, string b) { int lena = a.length(), lenb = b.length(); int len = max(lena, lenb); int carry = 0; string res(len, '0'); for (int i = 0; i < len; i++) { if (i < lena) carry += a[lena - i - 1] - '0'; if (i < lenb) carry += b[lenb - i - 1] - '0'; res[len - i - 1] = carry % 10 + '0'; carry /= 10; } if (carry) res.insert(res.begin(), carry + '0'); return res; }
三、大整数的减法
在对大整数进行减法计算时,同样需要模拟手工计算的过程。从被减数的最低位开始逐位相减,并且考虑借位。当被减数小于减数时,需要向高位借位。
string sub(string a, string b) { int lena = a.length(), lenb = b.length(); int len = max(lena, lenb); int borrow = 0; string res(len, '0'); reverse(a.begin(), a.end()); reverse(b.begin(), b.end()); for (int i = 0; i < len; i++) { int x = i < lena ? a[i] - '0' : 0; int y = i < lenb ? b[i] - '0' : 0; res[i] = (x - borrow - y + 10) % 10 + '0'; borrow = x - borrow - y < 0 ? 1 : 0; } while (res.length() > 1 && res.back() == '0') res.pop_back(); reverse(res.begin(), res.end()); return res; }
四、大整数的乘法
在对大整数进行乘法计算时,需要将乘数的每一位与被乘数相乘,并且考虑进位,最后将所有相乘结果相加。
string mul(string a, string b) { int lena = a.length(), lenb = b.length(); vectorres(lena + lenb, 0); for (int i = lena - 1; i >= 0; i--) { for (int j = lenb - 1; j >= 0; j--) { int x = a[i] - '0'; int y = b[j] - '0'; res[i + j + 1] += x * y; res[i + j] += res[i + j + 1] / 10; res[i + j + 1] %= 10; } } string ans = ""; int k = 0; while (k < lena + lenb && res[k] == 0) k++; for (int i = k; i < lena + lenb; i++) ans += res[i] + '0'; return ans.length() == 0 ? "0" : ans; }
五、大整数的除法
在对大整数进行除法计算时,需要将除数逐位与被除数相除,统计商和余数。被除数小于除数时,算法结束。当被除数大于除数时,还需要考虑高位的0,以及余数的进位。
string div(string a, string b) { string ans = "0", cur = ""; for (int i = 0; i < a.length(); i++) { cur += a[i]; int cnt = 0; while (cur.length() >= b.length() && cur >= b) { cur = sub(cur, b); cnt++; } ans += (cnt + '0'); } while (ans.length() > 1 && ans[0] == '0') ans.erase(ans.begin()); return ans; }
六、大整数的模取
在对大整数进行模取时,只需要求出大整数除以模数的余数即可。
int mod(string a, int b) { int ans = 0; for (int i = 0; i < a.length(); i++) { ans = ans * 10 + (a[i] - '0'); ans %= b; } return ans; }
总结
以上就是对大整数计算的优化方法,我们可以通过字符串来表示大整数,并且模拟手工计算的过程来进行各种运算。希望本文能够对你有所帮助。