C++ 高精度整数,两个大数相加如何处理
这是一例典型的考察高精度整数的题目,其输入非常巨大(1000位),我们将不能使用任何整数类型来直接保存它。所以我们只能采用上文中所定义的结构体来完成对其的保存,并且实现两个高精度整数的加法。
附代码:
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// 60.cpp
// a+b
//
// Created by chenmeiqi on 2019/3/29.
// Copyright © 2019年 chenmeiqi. All rights reserved.
//
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
unsigned long max_len;
struct bigInteger{ // 大数结构
int digit[1000];
int size;
string out(){ // 打印
unsigned long temp;
string res="";
string s;
for (int i=size-1; i>=0; i--) {
s=to_string(digit[i]); // int 转 string
temp=res.length(); // 结果字符串长度
if(i!=size-1){ // 最高位不补 0
for (unsigned long len=s.length(); len<4; len++) { // 其余位不够 4 位补 0
if(temp+1==max_len){ // 结果字符串长度将等于最大位数,不再补 0(针对最低位)
break;
}
else{ // 在前面补 0
s="0"+s;
temp++;
}
}
}
res+=s; // 结果字符串拼接
}
return res;
};
bigInteger operator + (const bigInteger & B) const{
bigInteger res={0};
bool ifCarry=false; // 是否进位
int carry=0; // 进位值
int index=0; // 在第几位进位
res.size =max(size, B.size);
for (int i=0; i<res.size; i++) { // 逐个相加
res.digit[i]=B.digit[i]+digit[i]+carry;
if(res.digit[i]>9999){
index=i;
ifCarry=true;
}
carry=res.digit[i]/10000;
res.digit[i]=res.digit[i]%10000;
}
if(ifCarry && index==res.size-1){ // 有进位且进位后大于原来位数
res.digit[res.size]=1;
res.size++;
}
if(ifCarry && index==res.size-2){ // 有进位但位数不变
max_len++;
}
return res;
};
};
bigInteger stringToBigInt(string s){
bigInteger N={0};
N.size=0;
int s_len=s.length();
int len=0;
if(s_len%4!=0){ // 一个存 4 位,不足的+1
len=s_len/4+1;
}
else{
len=s_len/4;
}
for(int i=0;i<len;i++){
int pos = max(0,s_len-1-4*i-3);
for (int j=s_len-1-4*i; j>=pos; j-=1) { // 从字符串后往前存
N.digit[i]+=(s[j]-'0')*pow(10,s_len-4*i-j-1); // char to int, 每次存4位,所以 -4*i
}
N.size=i+1;
}
return N;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
string a,b;
bigInteger A;
bigInteger B;
while (cin>>a>>b) {
max_len=max(a.length(),b.length());
A=stringToBigInt(a);
B=stringToBigInt(b);
A=A+B;
cout<<A.out()<<endl;
}
return 0;
}
其中,关于结构体的初始化,有三种方法:
1、结构体的构造函数中初始化。
2、继承模板类初始化
3、定义时初始化
在C++中,结构体与类在使用上已没有本质上的区别了,所以可以使用构造函数来初始化。如下代码所示:
struct Stu { int nNum; bool bSex; char szName[20]; char szEmail[100]; //构造函数初始化 Stu() { nNum = 0; bSex = false; memset(szName,0,sizeof(szName)); memset(szEmail,0,sizeof(szEmail)); } };
你可能已经发现了,如果结构体中有大量成员,一个个赋值,相当麻烦。那么你可以这样写:
struct Stu { int nNum; bool bSex; char szName[20]; char szEmail[100]; //构造函数初始化 Stu() { memset(this,0,sizeof(Stu)); //或者是下面的格式 //memset(&nNum,0,sizeof(Stu)); } };
如果在结构体中分配了指针,并且指针指向一个堆内存,那么就在析构函数中释放。以上便是在构造函数中初始化。
2、继承模板类初始化首先定义一个模板基类:
template <typename T> class ZeroStruct { public: ZeroStruct() { memset(this,0,sizeof(T)); } };
之后定义的结构体都继承于此模板类。
struct Stu:ZeroStruct<Stu> { int nNum; bool bSex; char szName[20]; char szEmail[100]; };
这样也能实现初始化。
3、定义时初始化。
struct Stu { int nNum; bool bSex; char szName[20]; char szEmail[100]; }; //定义时初始化 Stu stu1 = {0};
在有的结构体中,第一个成员表示结构体的大小,那么就可以这样初始化:
struct Stu { int nSize; //结构体大小 int nNum; bool bSex; char szName[20]; char szEmail[100]; }; Stu stu1 = {sizeof(Stu),0};
后面的0,可以省略掉,直接写成:Stu stu1 = {sizeof(Stu)};后面自动会用0填充。
总结分析:
以上三种,是据我所知的初始化结构体方法。
前面两种,实际上已经把结构体给类化了,和类的使用差不多。第三种,是纯粹的结构体的写法。
如果用途仅仅限定为结构体,我建议不要加上构造函数,也不要继承于那个模板类,因为这个时候结构体实际上已经是类了。在定义结构体时,将无法使用第三种方式去初始化,当然,此时也不需要初始化了。
看看微软定义的结构体,基本上都没有构造函数和析构函数。因为结构体的意义很明确,它仅仅是对数据的一个包装,如果加上了方法,其意义就变了。
关于 int to string & string to int:
一、int转string
1.c++11标准增加了全局函数std::to_string:
string to_string (int val);
string to_string (long val);
string to_string (long long val);
string to_string (unsigned val);
string to_string (unsigned long val);
string to_string (unsigned long long val);
string to_string (float val);
string to_string (double val);
string to_string (long double val);
Example:
// to_string example #include <iostream> // std::cout #include <string> // std::string, std::to_string int main () { std::string pi = "pi is " + std::to_string(3.1415926); std::string perfect = std::to_string(1+2+4+7+14) + " is a perfect number"; std::cout << pi << '\n'; std::cout << perfect << '\n'; return 0; }
Output:
pi is 3.141593
28 is a perfect number
2.采用sstream中定义的字符串流对象来实现ostringstream os; //构造一个输出字符串流,流内容为空 int i = 12; os << i; //向输出字符串流中输出int整数i的内容 cout << os.str() << endl; //利用字符串流的str函数获取流中的内容
二、string转int
1.可以使用std::stoi/stol/stoll等等函数
Example:// stoi example #include <iostream> // std::cout #include <string> // std::string, std::stoi int main () { std::string str_dec = "2001, A Space Odyssey"; std::string str_hex = "40c3"; std::string str_bin = "-10010110001"; std::string str_auto = "0x7f"; std::string::size_type sz; // alias of size_t int i_dec = std::stoi (str_dec,&sz); int i_hex = std::stoi (str_hex,nullptr,16); int i_bin = std::stoi (str_bin,nullptr,2); int i_auto = std::stoi (str_auto,nullptr,0); std::cout << str_dec << ": " << i_dec << " and [" << str_dec.substr(sz) << "]\n"; std::cout << str_hex << ": " << i_hex << '\n'; std::cout << str_bin << ": " << i_bin << '\n'; std::cout << str_auto << ": " << i_auto << '\n'; return 0; }
Output:
2001, A Space Odyssey: 2001 and [, A Space Odyssey]
40c3: 16579
-10010110001: -1201
0x7f: 127
2.采用标准库中atoi函数,对于其他类型也都有相应的标准库函数,比如浮点型atof(),long型atol()等等string s = "12"; int a = atoi(s.c_str());
3.采用sstream头文件中定义的字符串流对象来实现转换
istringstream is("12"); //构造输入字符串流,流的内容初始化为“12”的字符串 int i; is >> i; //从is流中读入一个int整数存入i中
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https://blog.****.net/u010510020/article/details/73799996