高精度计算

简介: 笔记

高精度加法


vector<int> Add(vector<int>& s1, vector<int>& s2)
{
  vector<int> c;
  int t = 0;
  for (int i = 0; i<s1.size() || i<s2.size(); ++i)
  {
  if (i < s1.size()) t += s1[i];
  if (i < s2.size()) t += s2[i];
  c.push_back(t % 10);
  t /= 10;
  }
  if (t)
  c.push_back(1);
  return c;
}
int main()
{
  string A;
  string B;
  cin >> A;
  cin >> B;
  vector<int> s1, s2;
  for (int i = A.size() - 1; i >= 0; --i)//123 3 2 1
  s1.push_back(A[i] - '0');
  for (int i = B.size() - 1; i >= 0; --i)//456 6 5 4
  s2.push_back(B[i] - '0');
  auto c=Add(s1, s2);
  for (int i=c.size()-1;i>=0;--i)
  {
  cout << c[i];
  }
  return 0;
}


t用来保存每次加完的结果,给C中传入加完后的值%10,t/=10这个是算进位,下一次计算的时候不仅要俩数相加还要加进位,最后计算完,如果进位不为0,则把最后的进位传入C,


之后逆序打印C即可

1.png

高精度减法



bool cmp(vector<int>& s1, vector<int>& s2)
{
  if (s1.size() > s2.size())
  return true;
  for (int i = s1.size() - 1; i >= 0; --i)
  {
  if (s1[i] != s2[i])
    return s1[i] > s2[i];
  }
  return true;
}
auto Sub(vector<int>& s1, vector<int>& s2)
{
  vector<int> c;
  int t = 0;//判断是否借位
  int k = 0;//每次计算完的值
  for (int i = 0; i < s1.size(); ++i)
  {
  if (i < s1.size())
  {
    k = s1[i] - t;//减去借的进位
    if (i < s2.size())
    k -= s2[i];
    c.push_back((k + 10) % 10);
    if (k < 0)//如果差值<0,就说明有借位
    t = 1;
    else
    t = 0;
  }
  while (c.size() > 1 && c.back() == 0)//由于高位在最后面,高位的0要省略
    c.pop_back();
  }
  return c;
}
int main()
{
  string A, B;
  cin >> A >> B;
  vector<int> s1, s2;
  vector<int>d;
  for (int i = A.size() - 1; i >= 0; --i)
  s1.push_back(A[i] - '0');
  for (int i = B.size() - 1; i >= 0; --i)
  s2.push_back(B[i] - '0');
  if (cmp(s1, s2))
  {
  d = Sub(s1, s2);
  }
  else
  {
  d = Sub(s2, s1);
  printf("-");
  }
  for (int i = d.size() - 1; i >= 0; --i)
  {
  cout << d[i];
  }
  return 0;
}


思路:保证Sub函数最左边参数为较大值,cmp函数负责找出较大值,用一个变量统计是否借位,如果有借位这个变量就是1,反之为0,减法不仅要上面的数字减去下面的数字,还要进去借位,由于左边的参数是较大值,所以左边参数的位数一定是>=右边参数,

2.png

从左边开始算,刚开始没有借位,所以是4-6-0(借位),此时4不够大要借位,借位后是14,所以是4+10-6-0=8,将这个结果输入到C中 c.push_back((k + 10) % 10); ,发生了借位,我们将借位标志设为1,c.push_back这个写法如果没借位也会+10,但是%10之后结果仍然正确,这样写比较方便。


之后按照俩数相减-借位,然后将结果给C,当计算完毕之后,如果最后面有0,我们将0去除即可,因为那是高位0,没意义,接着逆序打印即可


高精度乘法


vector<int> Mul(vector<int>& s1, int& b)
{
  vector<int> c;
  int t = 0;//进位
  for (int i = 0; i < s1.size()||t; ++i)
  {
   if(i<s1.size())
  t= s1[i] * b + t;
  c.push_back(t % 10);
  t = t / 10;
  }
  return c;
}
int main()
{
    string A;
    cin >> A;
    vector<int> s1;
    int b;
    cin >> b;
    for (int i = A.size() - 1; i >= 0; --i)
    s1.push_back(A[i] - '0');
    auto c =  Mul(s1, b);
    for (int i = c.size() - 1; i >= 0; --i)
      {
      cout << c[i];
      }
      return 0;
}

3.png

这里的乘法是用上面的一个数字*下面所有数字,如第一位直接是7x12,而不是7*2


由于是乘法,所以也有进位,设置一个进位标志位 7x12=84,把4输入给C,进位为8,t/=10是计算进位


下一次计算的时候是 t= s1[i] * b + t;; 之后逆序打印即可


高精度除法



#include<algorithm>
vector<int> Div(vector<int> s1,int& b,int& r)
{
  vector<int> c;//商
  r = 0;//余数
  for (int i = s1.size() - 1; i >= 0; --i)
  {
  r = r * 10 + s1[i];
  c.push_back(r / b);
  r %= b;
  }
  reverse(c.begin(), c.end());
  while (c.size() > 1 && c.back() == 0)
  c.pop_back();
  return c;
}
int main()
{
  string A;
  cin >> A;
  vector<int> s1;
  int b;
  cin >> b;
  int r;
  for (int i = A.size() - 1; i >= 0; --i)
  s1.push_back(A[i] - '0');
  auto c = Div(s1, b,r);
  for (int i = c.size() - 1; i >= 0; --i)
  {
  cout << c[i];
  }
  cout <<endl<< r;
  return 0;
}

除法跟我们日常用到的一样,从最高位开始算

4.png

r*10+s1[i];如这里1/12不够除,此时商为0 ,余数为1,数学中我们让3直接落下来,变成了13,让13除12,这里要r*10+3变为13,之后把13/12的商给C,余数保留,余1,1*10+8=18,18/12=1给C,余数6给r,之后把结果逆置一下,去掉尾部的0,因为我们要倒着打印,计算出来是011,逆置后110,打印的时候倒着打011,所以要去掉尾部的0


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