C/C++语言最新华为机试题“大数相加算法”

函数原型介绍：

// first和second：任意大小的十进制字符串整数，该函数主要解决超出int和long值域的大型整数加法运算// first和second的取值范围：可以是"99999999999999999"、"-9999999999999999999"和"0"等// result：存储相加的结果void add_large_integer(const char* first, const char* second, char* result);

实现原理介绍：整数相加问题可以归结为两个子问题，即”正整数相加和正整数相减“，相加需要考虑进位的情况，相减则考虑借位的情况，按照测试驱动开发的原则，写上若干测试用例，如下所示：

#include <assert.h>#include <string>using namespace std;int main(int argc, char* argv[]){    char result[2048] = {0};     // 用例1    add_large_integer("99999999999999999999", "99999999999999999999", result);    assert(0 == strcmp(result, "199999999999999999998"));         // 用例2    result[0] = '\0';    add_large_integer("-99999999999999999999", "6666666666666666666666666666666", result);    assert(0 == strcmp(result, "6666666666566666666666666666667"));     return 0;}

将要用到的辅助函数列表，原型如下：

// 跳过连续无效数字const char* skip_serial_number(const char* integer, int number);// 反转字符串char* reverse_string(char* p);// 判断是否正整数bool is_positive_integer(const char* integer);// 判断是否负整数bool is_negative_integer(const char* integer);// 正整数相加void add_positive_integer(const char* first, const char* second, char* result);// 正整数相减void minus_positive_integer(const char* large, const char* small, char* result);

函数实现：

// 大数相加算法void add_large_integer(const char* first, const char* second, char* result){    // 数据有效性校验    if ( !(is_positive_integer(first) || is_negative_integer(first)) ||         !(is_positive_integer(second) || is_negative_integer(second)) )    {        return;    }     // 两个正整数相加    if ( is_positive_integer(first) && is_positive_integer(second) )    {        // 跳过无效字符        first = skip_serial_number(first, '0');        second = skip_serial_number(second, '0');         // 保存两个整数        string first_number(first ? first : "");        string second_number(second ? second : "");         // 字符串反转，使得个位对齐        first = reverse_string((char*)first_number.c_str());        second = reverse_string((char*)second_number.c_str());        add_positive_integer(first, second, result); // 两个正整数相加         reverse_string(result); // 反转result字符串结果    }    // 两个负整数相加    else if ( is_negative_integer(first) && is_negative_integer(second) )    {        strcpy(result, "-"); // 添加负号        add_large_integer(++first, ++second, ++result); // 跳过负号，变为正整数相加    }    // 正整数和负整数相加    else    {        if ( is_negative_integer(first) ) // first为负数，second为正数        {            ++first; // 移除负号;             // 跳过无效符号            first = skip_serial_number(first, '0');            second = skip_serial_number(second, '0');             // 保存两个正整数            string first_number(first ? first : "");            string second_number(second ? second : "");                         // 比较两个正整数的大小            int first_len = first ? strlen(first) : 0;            int second_len = second ? strlen(second) : 0;            int retcode = (first_len > second_len) ? 1 : \                ((first_len < second_len) ? -1 : strcmp(first, second));                         if ( 0 == retcode )            {                strcpy(result, "0"); // 相加和等于零                return;            }            else            {                // 字符串反转，使得个位对齐                first = reverse_string((char*)first_number.c_str());                second = reverse_string((char*)second_number.c_str());                if ( retcode < 0 ) // 负数的绝对值小于正数，相加后为正数                {                    minus_positive_integer(second, first, result); // 求绝对值的差                }                else // 负数的绝对值大于正数，相加后为负数                {                    strcpy(result, "-"); // 添加负号                    minus_positive_integer(first, second, ++result); // 求绝对值的差                }                reverse_string(result); // 反转result字符串结果            }        }        else // first为正数，second为负数        {            add_large_integer(second, first, result); // 递归调用        }    }}

// 跳过连续无效数字const char* skip_serial_number(const char* integer, int number){    while ( integer && *integer && (*integer == number) )    {        ++integer;    }     return integer;}

// 反转字符串char* reverse_string(char* p){    int length = strlen(p);     for (int i = 0; i < (length / 2); ++i)    {        swap(p[i], p[length - i - 1]);    }     return p;}

// 判断是否正整数bool is_positive_integer(const char* integer){    while ( integer && *integer )    {        if ( (*integer < '0') || (*integer > '9') )        {            return false;        }         ++integer;    }     return true;}

// 判断是否负整数bool is_negative_integer(const char* integer){    // 负数符号    if ( integer && *integer && (*integer == '-') )    {        return is_positive_integer(++integer); // 移除负号后判断是否正整数    }     return false;}

// 正整数相加void add_positive_integer(const char* first, const char* second, char* result){    // 结束条件    if ( !first || !second || !result || (!*first && !*second) )    {        return;    }     // 计算三者的和以及进位    int first_value = *first ? (*first - '0') : 0;    int second_value = *second ? (*second - '0') : 0;    int result_value = *result ? (*result - '0') : 0;    int sum = first_value + second_value + result_value;     // 计算当前位的值    *result = (sum % 10) + '0';     // 计算进位的值    if ( sum >= 10 )    {        *(result + 1) = (sum / 10) + '0';        *(result + 2) = '\0'; // 添加结束符    }    else    {        *(result + 1) = '\0'; // 添加结束符    }     // 递归调用    first = *first ? ++first : first;    second = *second ? ++second : second;    add_positive_integer(first, second, ++result);}

// 正整数相减void minus_positive_integer(const char* large, const char* small, char* result){    // 结束条件    if ( !large || !small || !result || (!*large && !*small) )    {        return;    }     // 计算当前位的差值    int borrow_value = *result ? 1 : 0; // 通过result保存借位情况    int large_value = *large ? ((*large - '0') - borrow_value) : 0;    int small_value = *small ? (*small - '0') : 0;         if ( large_value < small_value )    {        *result = ((large_value + 10) - small_value) + '0'; // 借位相减        *(result + 1) = '-'; // 借出一位        *(result + 2) = '\0'; // 添加结束符     }    else    {        *result = (large_value - small_value) + '0';        *(result + 1) = '\0'; // 添加结束符    }        // 递归调用    small = *small ? ++small : small;    minus_positive_integer(++large, small, ++result);}