高精度运算

时间:2022-12-26 09:10:32

众所周知,c++有一种变量叫int_64……
谁还用高精度呢
好吧NOI与CSP貌似不支持int_64的样子
完结撒花

高精度运算,是指参与运算的数(加数,减数,因子……)范围大大超出了标准数据类型(整型,实型)能表示的范围的运算。例如,求两个20000位的数的和。这时,就要用到高精度算法了。

高精度加法

思想

将两个加数作为string型输入或存储,再将其转化为int型数组,每个数位上只记录[0,9]的数。计算时将两个数组相同数位相加并处理进位

变量名说明

sa,sb:存储两个加数的string型数组
la,lb,lc:两个加数的位数与和的位数
a,b,c:两个加数与和

具体过程

转化字符串

for(int i=0;i<la;i++){      //注意要倒序存储
	a[la-i-1]=sa[i]-'0';    //char与int间转化
}
for(int i=0;i<lb;i++){
	b[lb-i-1]=sb[i]-'0';
}

初步确定和的位数

lc=la>lb ?la: lb;       //三位运算符

各数位相加并处理进位

for(int i=0;i<lc;i++){
	c[i]+=a[i]+b[i];    
	if(c[i]>9){        //处理进位
		c[i+1]+=1;
		c[i]-=10;
	}
}

位数处理

if(c[lc]>9)	lc++;

完整代码

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    int la,lb,lc,a[510],b[510],c[510];
    char x[510],y[510];
    int main(){
        memset(a,0,sizeof(a));
        memset(b,0,sizeof(b));
        memset(c,0,sizeof(c));
        scanf("%s",x);
        scanf("%s",y);
        la=strlen(x);
        lb=strlen(y);
        lc=la>lb? la:lb;
        for(int i=0;i<la;i++)	a[la-i-1]=x[i]-'0';
        for(int i=0;i<lb;i++)	b[lb-i-1]=y[i]-'0';
        for(int i=0;i<lc;i++){
            c[i]+=a[i]+b[i];
            if(c[i]>=10){
                c[i+1]++;
                c[i]-=10;
            }
        }
        if(c[lc]>0)	lc++;
        for(int i=lc-1;i>=0;i--)	printf("%d",c[i]);
        return 0;
    }

典例

高精度减法

思想

与高精度加法相近,唯一不同是需要处理的不是进位,而是借位

具体过程

借位

if(c[i]<0){        //处理借位
	c[i+1]-=1;
	c[i]+=10;
}

使最高位非零

for(int i=lc-1;i>=0;i--){        //使结果最高位非零
	if(c[i]==0)	lc--;
	else	break;
}

完整代码

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    char sa[210],sb[210];
    int la,lb,lc,a[210],b[210],c[210];        //范围自取
    int main(){
        scanf("%s",sa);
        scanf("%s",sb);
        la=strlen(sa);
        lb=strlen(sb);
        memset(a,0,sizeof(a));
        memset(b,0,sizeof(b));
        for(int i=0;i<la;i++){        //char与int转化
            a[la-i-1]=sa[i]-'0';
        }
        for(int i=0;i<lb;i++){
            b[lb-i-1]=sb[i]-'0';
        }
        lc=la>lb ?la: lb;        //确定结果位数上限
        memset(c,0,sizeof(c));
        for(int i=0;i<lc;i++){
            c[i]=a[i]-b[i]+c[i];
            if(c[i]<0){        //处理借位
                c[i+1]-=1;
                c[i]+=10;
            }
        }
        if(c[lc]<0)	lc--;
        for(int i=lc-1;i>=0;i--){        //使结果最高位非零
            if(c[i]==0)	lc--;
            else	break;
        }
        for(int i=lc-1;i>=0;i--){
            printf("%d",c[i]);
        }
        return 0;
    }

典例

似乎没有典例……好吧可以去其他OJ上找模板题

高精度乘法

思想

与高精度加法相似其实高精度思想都差不多

具体过程

高精度乘法

    for(int i=0;i<la;i++){
            for(int j=0;j<lb;j++){
                f=x[i]*y[j];        //f:记录结果
                jw=f/10;        //jw:记录进位
                f%=10;
                w=i+j;        //精髓:w:每次数组的下标
                //这里可以参考竖式乘法,i位与j位相乘应存储在i+j位
                z[w]+=f;
                z[w+1]+=jw+z[w]/10;//处理进位
                z[w]%=10;
            }
        }

完整代码

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    long long la,lb,lc,x[20010],y[20010],z[20010],w,jw,f;        //注意数据大小
    char a[20010],b[20010];
    int main(){
        scanf("%s",a);
        scanf("%s",b);
        la=strlen(a);
        lb=strlen(b);
        memset(x,0,sizeof(x));
        memset(y,0,sizeof(y));
        memset(z,0,sizeof(z));
        for(int i=0;i<la;i++)	x[la-i-1]=a[i]-'0';
        for(int i=0;i<lb;i++)	y[lb-i-1]=b[i]-'0';
        for(int i=0;i<la;i++){
            for(int j=0;j<lb;j++){
                f=x[i]*y[j];        //f:记录结果
                jw=f/10;        //jw:记录进位
                f%=10;
                w=i+j;        //w:每次数组的下标
                z[w]+=f;
                z[w+1]+=jw+z[w]/10;//处理进位
                z[w]%=10;
            }
        }
        lc=la+lb;
        while(z[lc]==0)	lc--;
        if(lc<0)	printf("%d",0);
        else{
            for(int i=lc;i>=0;i--)	printf("%lld",z[i]);
        }
        return 0;
    }

典例