也来实现长整数得四则运算

  即使我们有了64位的计算机，按内置方法我们一样处理不了大于20位的超长整数得运算，所以各种各样得办法被实现出来，闲来无事，我也弄了一块。

  我选择string来保存结果，没有使用流行得串行结构，其本上就是想保留一个返回值，不过这个改起来也还是容易得，有心得朋友可以自己实现。其实目前得实现还只考虑了正确性，效率没多想，尤其是模运算，简直低效得吓人，有好得建议朋友们千万不吝赐教啊。

  贴上来还有个目的就是希望朋友们能帮忙找些虫子，让我得代码能更加坚固，谢谢大家！

 

  头文件

#ifndef CBIGINT_H_#define CBIGINT_H_#include <assert.h>#include <iostream>#include <cstdlib>#include <cstdio>#include <string>#define MAX_NUM_LEN 10240 //结果最大长度#define MAX_FLAX_LEN 30 //浮点数最大精度class CBigInt{public:CBigInt();~CBigInt();public:int add(const char* _first,const char* _second,std::string& _result); //加int sub(const char* _first,const char* _second,std::string& _result); //减int mul(const char* _first,const char* _second,std::string& _result); //乘int div(const char* _first,const char* _second,std::string& _result); //除int mod(const char* _first,const char* _second,std::string& _result); //模int abscmp(const char* _first,const char* _second);int absncmp(const char* _first,const char* _second,int n);int set_max_f(int _len);private:int get_sigh(const char* _first,const char* _second);int check(const char* _num);int pure_add(const char* _first,const char* _second,std::string& _result);int pure_sub(const char* _first,const char* _second,std::string& _result);int pure_div(const char* _first,const char* _second,std::string& _result);int pure_mod(const char* _first,const char* _second,std::string& _result);int get_pure(const char* _first,const char* _second);int mul_single(const char* _first,const char _second,std::string& _result);private:int m_max_len;};#endif

 

实现部分

 #include "CBigInt.h"CBigInt::CBigInt():m_max_len(MAX_FLAX_LEN){}CBigInt::~CBigInt(){}int CBigInt::add(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){assert(_first!=NULL && _second!=NULL);//检测操作数是否合法，并获取操作数的符号int t_sigh = this->get_sigh(_first,_second);if (t_sigh == -1){return -1;}//预定义负号std::string csigh = "-";switch(t_sigh){case 0://如果是二个正数相加this->pure_add(_first,_second,_result);break;case 1://如果第一个操作数为负if(this->sub(_second,_first+1,_result) == 1){if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}}break;case 2://如果第二个操作数为负if(this->sub(_first,_second+1,_result) == 1){if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}} break;case 3://如果二个操作数都为负this->pure_add(_first+1,_second+1,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;} break;default: break;}if ((*(_result.c_str()+1) == '-'&&_result.length()==1) ||_result.length()==0){_result = "0";}return 0;}int CBigInt::sub(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){assert(_first!=NULL && _second!=NULL);//检测操作数是否合法，并获取操作数的符号int t_sigh = this->get_sigh(_first,_second);if (t_sigh == -1){return -1;}//预定义负号std::string csigh = "-";int rel = 0;switch(t_sigh){case 0://如果是二个正数相减，并且被减数大于减数rel = this->get_pure(_first,_second);switch(rel){case 0:_result = "0";return 0;case 1:this->pure_sub(_first,_second,_result);break;case 2:this->pure_sub(_second,_first,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;default:break;}break;case 1://如果第一个操作数为负this->pure_add(_first+1,_second,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;case 2://如果第二个操作数为负this->pure_add(_first,_second+1,_result);break;break;case 3://如果二个操作数都为负rel = this->get_pure(_second+1,_first+1);switch(rel){case 0:_result = "0";return 0;case 1:this->pure_sub(_second+1,_first+1,_result);break;case 2:this->pure_sub(_first+1,_second+1,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;default:break;}break;default:break;}if ((*(_result.c_str()+1) == '-'&&_result.length()==1) ||_result.length()==0){_result = "0";}return 0;}int CBigInt::mul(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){assert(_first!=NULL && _second!=NULL);//检测操作数是否合法，并获取操作数的符号int t_sigh = this->get_sigh(_first,_second);if (t_sigh == -1){return -1;}int flen = strlen(_first);int t_len = strlen(_second);char* s_result = new char[flen+t_len+2];std::string t_result = "";int i = 0,j=0,k=0;t_len--;while (t_len>=0){this->mul_single(_first,_second[t_len],t_result);k = strlen(t_result.c_str());memset(s_result,0,flen+t_len+2);strncpy(s_result,t_result.c_str(),k);while (j!=0){s_result[j--+k-1]='0';}i++,j=i,t_len--;this->add(_result.c_str(),s_result,_result);}//预定义负号std::string csigh = "-";switch(t_sigh){case 1://如果第一个操作数为负if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;case 2://如果第二个操作数为负if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;default:break;}delete [] s_result;if ((*(_result.c_str()+1) == '-'&&_result.length()==1) ||_result.length()==0){_result = "0";}return 0;}int CBigInt::div(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){assert(_first!=NULL && _second!=NULL);//检测操作数是否合法，并获取操作数的符号int t_sigh = this->get_sigh(_first,_second);if (t_sigh == -1){return -1;}//预定义负号std::string csigh = "-";switch(t_sigh){case 0:this->pure_div(_first,_second,_result);break;case 1://如果第一个操作数为负this->pure_div(_first+1,_second,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;case 2://如果第二个操作数为负this->pure_div(_first,_second+1,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;case 3://如果第二个操作数为负this->pure_div(_first+1,_second+1,_result);break;default:break;}if ((*(_result.c_str()+1) == '-'&&_result.length()==1) ||_result.length()==0){_result = "0";}return 0;}int CBigInt::mod(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){assert(_first!=NULL && _second!=NULL);//检测操作数是否合法，并获取操作数的符号int t_sigh = this->get_sigh(_first,_second);if (t_sigh == -1){return -1;}//预定义负号std::string csigh = "-";switch(t_sigh){case 0:this->pure_mod(_first,_second,_result);break;case 1://如果第一个操作数为负this->pure_mod(_first+1,_second,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;case 2://如果第二个操作数为负this->pure_mod(_first,_second+1,_result);if (*_result.c_str()!='0'){_result = csigh + _result;}break;case 3://如果第二个操作数为负this->pure_mod(_first+1,_second+1,_result);break;default:break;}if ((*(_result.c_str()+1) == '-'&&_result.length()==1) ||_result.length()==0){_result = "0";}return 0;}int CBigInt::pure_add(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){int flen = strlen(_first);int slen = strlen(_second);int temp = 0;int t_len = flen>slen ? flen : slen;//动态分配存储结果数组，因为是加法，所以结果最大长度为最长操作数长度加1//另加上一个结束符号位char* t_result = new char[t_len+2];if (t_result==NULL){return -1;}memset(t_result,0,t_len+2);flen--,slen--;while (t_len >= 0){if (flen<0){//如果其中以个操作数已经循环完，则结果仅加上另一个操作数t_result[t_len] += _second[slen]+48;}else if (slen<0){t_result[t_len] += _first[flen]+48;}else {t_result[t_len] += _first[flen] + _second[slen];}if (slen<0&&flen<0){t_result[t_len] = 96;}//加上进位t_result[t_len] += temp;temp = 0;if (t_result[t_len]>=106){//如果结果达到进位，置进位标志，并将结果复位t_result[t_len] -= 10;temp = 1;}//填写最终结果t_result[t_len] -= 48;t_len--,slen--,flen--;}char* p = t_result;while (*p++=='0'){}_result = --p;delete []t_result;return 0;}int CBigInt::pure_sub(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){int flen = strlen(_first);int slen = strlen(_second);int temp = 0;int t_len = flen>slen ? flen : slen;//动态分配存储结果数组，因为是减法，所以结果最大长度为最长操作数长度//另加上一个结束符号位char* t_result = new char[t_len+1];if (t_result==NULL){return -1;}memset(t_result,0,t_len+1);flen--,slen--,t_len--;while (t_len >= 0){if (slen<0){//如果减数循环完t_result[t_len] = _first[flen]-48;}else{t_result[t_len] = _first[flen] - _second[slen];}//加上进位t_result[t_len] -= temp;temp = 0;if (t_result[t_len]<0){//如果结果达到进位，置进位标志，并将结果复位t_result[t_len] = 10 + t_result[t_len];temp = 1;}//填写最终结果t_result[t_len] += 48;t_len--,slen--,flen--;}char* p = t_result;while (*p++=='0'){}_result = --p;delete []t_result;return 0;}int CBigInt::pure_div(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){int flen = strlen(_first);int slen = strlen(_second);char s_buf[3] = {0};int t_pos = 0;int s_pos = 0;std::string t_first = _first;std::string t_result = "";while (this->abscmp(t_first.c_str(),_second)==-1){t_first += "0";t_pos++;}int t_flen = 0;char flag = 0;int i,j = 1;bool t_flag = false;while (1){i = 1;if (t_pos + j > MAX_FLAX_LEN+1){break;}while (this->abscmp(t_first.c_str(),_second)==-1){t_first += "0";if(this->abscmp(t_first.c_str(),_second)==-1&&flag){_result += "0";j++;}if (!flag&&!t_pos){_result += ".";if(this->abscmp(t_first.c_str(),_second)==-1){_result += "0";j++;}flag = 1;}}t_flen = t_first.length();while (1){t_result = "";this->mul(_second,itoa(i++,s_buf,10),t_result);int rel = this->abscmp(t_result.c_str(),t_first.c_str());if( rel == -1){t_result = "";continue;}else if (rel == 0){t_flag = true;break;}else{t_result="";this->mul(_second,itoa(i-2,s_buf,10),t_result);int t_len = t_result.length();while (t_len+1<t_flen){t_result+="0";t_len++;}while (t_len>t_flen){t_first+="0";t_len--;}this->sub(t_first.c_str(),t_result.c_str(),t_first);break;}}_result += s_buf[0];if (t_flag){break;}j++;}if (t_pos!=0){t_result = "0.";while (--t_pos>0){t_result += "0";}_result = t_result + _result;}return 0;}int CBigInt::pure_mod(const char* _first,const char* _second,std::string& _result){std::string t_result = "";std::string s_result = "1";int i = 0;while (1){t_result = "";this->mul(_second,s_result.c_str(),t_result);int rel = this->abscmp(t_result.c_str(),_first);i++;if( rel == -1){t_result = "";this->add(s_result.c_str(),"1",s_result);continue;}else if (rel == 0){_result = "0";break;}else{t_result = "";this->sub(s_result.c_str(),"1",s_result);this->mul(_second,s_result.c_str(),t_result);this->sub(_first,t_result.c_str(),_result);break;}}return 0;}int CBigInt::mul_single(const char* _first,const char _second,std::string& _result){_result = "";int t_len = strlen(_first);char* s_result = new char[t_len+2];memset(s_result,0,t_len+2);int i = 0,j=0;while (t_len-->=0){s_result[0] = ((_first[t_len] - 48) * (_second - 48)/10)+48;s_result[1] = ((_first[t_len] - 48) * (_second - 48)%10)+48;while (j!=0){s_result[j--+1]='0';}i++,j=i;this->add(_result.c_str(),s_result,_result);}delete [] s_result;return 0;}int CBigInt::get_pure(const char* _first,const char* _second){int flen = strlen(_first);int slen = strlen(_second);if (flen>slen){return 1;}else if (flen<slen){return 2;}else{int i = 0;while (i<flen){if (_first[i]>_second[i]){return 1;}else if (_first[i]<_second[i]){return 2;}i++;}}return 0;}int CBigInt::get_sigh(const char* _first,const char* _second){int t_sigh = 0;int func_rel = check(_first);if (func_rel == -1){return -1;}else if (func_rel==1){t_sigh += 1;}func_rel = check(_second);if (func_rel == -1){return -1;}else if (func_rel==1){t_sigh += 2;}return t_sigh;}int CBigInt::check(const char* _num){char t_flag = 0;if (*_num=='-'){//剔除符号_num+=1;t_flag = 1;}size_t len = strlen(_num);//该字符串过大，检测失败if (len>MAX_NUM_LEN){return -1;}int i = 0;while (*_num!=0){//如果字符串中有不是数字的字符或没有结束符if(*_num>'9'||*_num++<'0'||i++>=len){return -1;}}return t_flag ? 1 : 0;}int CBigInt::abscmp(const char* _first,const char* _second){if (*_first == '-'){return this->abscmp(_first+1,_second);}if (*_second == '-'){return this->abscmp(_first,_second+1);}int flen = strlen(_first);int slen = strlen(_second);if (flen>slen){return 1;}else if (flen<slen){return -1;}else{int i = 0;while (i<flen){if (_first[i]>_second[i]){return 1;}else if (_first[i]<_second[i]){return -1;}i++;}}return 0;}int CBigInt::absncmp(const char* _first,const char* _second,int _n){if (*_first == '-'){return this->absncmp(_first+1,_second,_n);}if (*_second == '-'){return this->absncmp(_first,_second+1,_n);}int flen = strlen(_first);int slen = strlen(_second);char* t_first = new char[flen+1];char* t_secend = new char[slen+1];memset(t_first,0,flen+1);memset(t_secend,0,slen+1);strncpy(t_first,_first,_n);strncpy(t_secend,_second,_n);int rel = this->abscmp(t_first,t_secend);delete [] t_first;delete [] t_secend;return rel;}int CBigInt::set_max_f(int _len){m_max_len = _len;return 0;}