【模板+详解】 高精度加法

嗯...

 

首先让我们引入高精度这个东西....

 

相信大家都会做A+B Problem 这道题....输出的是A+B 的值....

可你想过没有,如果A= 5983461827658923256597314923593449492545242655621498167329758256231975822594359252779832914372582828292235591346798922923,

B = 9382872892382859234389628259232359438768953797679368296159683689865328523725925829753298653219197389235498228659659373291973652564256594,

 

而这时,所有的类型都无法存储A和B这两个数....而这时,高精度就要出马了...(附图关于数据类型范围....

这里首先讲的是高精度的加法。下面是一个伪代码,主要表达了高精度加法的主要流程:

1 read();//读入两个大整数;
2 calsum();//求和;
3 print();//输出结果;
伪代码—流程

 

Question 1 :

这么大的数,如何进行读入?

Answer   1:

当输入的数很大时,可采用字符串方式接收。输入要符合整数的输入规则:连续输入每位数字,中间无空格。

在这里会牵扯到另一部分的知识——字符串...其实字符串还是比较常用的...

下面就简单提几方面:

Part 1:

字符串定义方式:

string s; // 直接定义
char s[1007];//用一个字符数组模拟字符串,这种的灵活性与速度上有优势

不同方式定义的字符串,对应的函数也不同
如  string s;   len = s.length();
而  char s[1007]; len = strlen(s);

 

Part  2:

字符串的读入:

这里主要介绍三种方式:1. cin    2.scanf    3.gets

下面给大家演示一下它们的具体的读入方法:

1.cin:

1         string s1,s2;
2     cin>>s1>>s2;
3     int lena = s1.length();
4     int lenb = s2.length();
5     
6     cout<<s1<<" "<<s2<<endl;
7     cout<<lena<<" "<<lenb;
cin读入

 

2.scanf://输入的两个字符串:可以在同一行,中间以空格隔开。也可以各占一行。

 1 char s1[1010],s2[1010];
 2 int main()
 3 {
 4     scanf("%s%s",s1,s2); // scanf("%s%s",&s1,&s2);&可省略
 5     int lena=strlen(s1); //strlen()函数需要头文件cstring
 6     int lenb=strlen(s2);
 7     
 8     cout<<s1<<" "<<s2<<endl;
 9     cout<<lena<<" "<<lenb;
10 } 
scanf读入

3.gets://输入的两个字符串必须各占一行

1 char s1[1010],s2[1010];
2 gets(s1);
3 gets(s2);
4 lena=strlen(s1);
5 lenb=strlen(s2);
gets读入

注意:

scanf、cin遇空格或回车符则认为当前字符串结束
gets遇回车符则认为当前字符串结束

Question  2:

我们将读入的数作为字符串接收了进来,可是怎么进行加减乘除等数学运算呢?

Answer   2:

拆成一位一位的数字,把它们存在一个数组中,一个数组元素表示一位数字……解释:“拆”

例如:

 详细过程:——字符串读入,数组保存(见代码

1 //利用字符串函数和操作运算,将每一位数取出,存入数组中。
2 
3 //假设已经利用字符串s读取数据 
4     lena=s.length();          //用lena存放字符串s的位数 
5         for(i=1;i<=lena;i++)
6         a[i]=s[lena-i] -'0';  //将数串s转换为数组a,注意:倒序存储
7     
保存

解释倒序保存的原因:

在平常,数字从左到右依次为从高位到低位....可这里却与日常的习惯相反。因为在存储时我们首先能确定的就是最低位,所以设它为第一位,而高位无法确定,因为在存储之前求出字符串的长度比较麻烦,所以我们用下标较大的数组存储高位,因为它的最高位无法确定....

Question  3:

两个高精度数已经分别保存在数组a和b中,下一步,应该如何求和?

Answer   3:

用到了小学所学的”竖式计算“的思想:

运算的次数为:max(lena, lenb);

程序实现:

方法一:

模拟手工计算,设置一个进位变量m,但是此方式比较麻烦:

 1 for (int i=1;i<=lena;i++) 
 2     a[i]=s1[lena-i]-48;//由字符转向真正意义的数字 ,并且为倒序 
 3 for (int i=1;i<=lenb;i++) 
 4     b[i]=s2[lenb-i]-48;//同上 
 5 lenc = max(lena, lenb);
 6 for (int i=1;i<=lenc;i++)
 7 {
 8     c[i]=(m+a[i]+b[i])%10;
 9     m=(m+a[i]+b[i])/10;//进位 
10 }
11 if (m) {//判断最高位是否需要进位 
12     lenc++;
13     c[lenc]=1;
14 } 
方法一

方法二:

先计算,最后处理进位,比方法一要简单:

1 for (int i=1;i<=lenc;i++)
2     c[i]=a[i]+b[i];//先计算 
3 for (int i=1;i<=lenc;i++)
4 {
5     c[i+1]=c[i+1]+c[i]/10;
6     c[i]=c[i]%10;//后处理进位 
7 }
8 if (c[lenc+1]) lenc++;//判断最高位是否需进位 
方法二

方法三:

方法二的改进,去掉c数组:

1 for (int i=1;i<=lena;i++)  
2     a[i]=a[i]+b[i]; //直接加在a数组中 
3 for (int i=1;i<=lena;i++)
4 {
5     a[i+1]=a[i+1]+a[i]/10;//进位 
6     a[i]=a[i]%10;//保留 
7 }
8 if (a[lena+1]) lena++;//特判 
方法三

最后的问题:

——运算结果的输出:

1 for (i=lenc;i>=1;i--) 
2         printf("%d", c[i]);   //输出结果
3 printf("\n");
4 
5 ==============================
6 
7 for (i=lenc;i>=1;i--) 
8         cout<<c[i];   //输出结果
9 cout<<endl;
输出

好的,关于高精度的每一个板块已经说明清楚了,下面我们来看一下完整的高精度运算:

(模板============================================================

 1 #include<cstdio>
 2 #include<cstring>
 3 #include<iostream>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 int a[506], b[506];
 8 int lena, lenb;
 9 int m;
10 string a1, b1;
11 
12 int main(){
13     cin>>a1>>b1;//定义的字符串读入只可以用gets和cin,不能用scanf 
14     lena = a1.length();
15     lenb = b1.length();
16     for (int i = 0; i <= lena - 1; i++){
17         a[lena - i - 1] = a1[i] -'0';
18     }
19     for(int i = 0; i <= lenb - 1; i++){
20         b[lenb - i - 1] = b1[i] - '0';
21     }
22     if(lena >= lenb){
23         for(int i = 0; i <= lena - 1; i++){
24             int ss = a[i];
25             a[i] = (b[i] + a[i] + m)%10;
26             m = (ss + b[i] + m)/10;
27         }
28         if(m) a[lena] = m;
29         else lena--;
30         for(int i = lena; i >= 0; i--) printf("%d",a[i]);
31         return 0;
32     }
33     else{
34         for(int i = 0; i <= lenb-1; i++){
35             int ss = b[i];
36             b[i] = (b[i] + a[i] + m)%10;
37             m = (ss + a[i] + m) /10;
38         }
39         if(m) b[lenb] = m;
40         else lenb--;
41         for(int i = lenb; i >= 0; i--) printf("%d",b[i]);
42         return 0;
43     }
44     return 0;
45 }

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