【practise】大数相加、大数相乘

简介: 【practise】大数相加、大数相乘

通常,我们的int、long long类型都有最大的数字上限,也就是说再大了会有溢出问题,那么很大的数字是怎么进行运算的呢?

其中一种方法是把很大的数字转变成字符串存放到string中,然后用代码对字符串进行处理,模拟运算的过程来计算出结果的,下面介绍两道关于这方面的典型例题。

1.大数相加

大数相加练习题:LINK

是这道题目该如何去解答呢???

思路:模拟我们算加法的顺序

  1. 先取每个字符串的最后一个字符
  2. 将字符转变为数字
  3. 然后运算
  4. 然后写到新的字符串上去,如此循环
    图解过程:

实际上,这很像我们小学时候手算两个数相加的过程。

于是,我们就可以按照这个思路写出下面这种代码了:

class Solution {
public:
    string addStrings(string num1, string num2) {
        int end1 = num1.size() - 1, end2 = num2.size() - 1;
        int r1 = 0, r2 = 0;
        string retstr;
        int next = 0;
        int ret = 0;
        while(end1 >= 0 || end2 >= 0)
        {
            if(end1 >= 0)
            {
                r1 = num1[end1] - '0';
            }
            else
            {
                r1 = 0;
            }
            // r1 = end1 >= 0 ? num1[end1] = '0' : 0;
            if(end2 >= 0)
            {
                r2 = num2[end2] - '0';
            }
            else
            {
                r2 = 0;
            }
            //r2 = end2 >= 0 ? num2[end2] = '0' : 0;
            ret = (r1 + r2 + next) % 10;
            next = (r1 + r2 + next) / 10;
            retstr.push_back(ret + '0');
            end1--, end2--;
        }
        if(next == 1)
        {
            retstr.push_back('1');
        }
        reverse(retstr.begin(), retstr.end());
        return retstr;
    }
};

上面是一种性能优化代码,按照逻辑,我们每次算出的数字都需要头插的,但是头插的效率比较低,所以换成了尾插,这样到最后颠倒一下字符串的整体顺序就可以了。

2.大数相乘

与之相对的一道题目:大数相乘。

题目链接:LINK

思路:模拟乘法计算过程

乘法计算操作数只有两个,我们可以看作一个是被乘数另一个是乘数,我们只需要依次取乘数的每个数字与被乘数相乘,然后对每个数字与被乘数相乘的结果加起来就可以得出最终的结果。

class Solution {
public:
    string addStrings(string num1, string num2) {
        int end1 = num1.size() - 1, end2 = num2.size() - 1;
        int r1 = 0, r2 = 0;
        string retstr;
        int next = 0;
        int ret = 0;
        while (end1 >= 0 || end2 >= 0)
        {
            r1 = end1 >= 0 ? num1[end1] - '0' : 0;
            r2 = end2 >= 0 ? num2[end2] - '0' : 0;
            ret = (r1 + r2 + next) % 10;
            next = (r1 + r2 + next) / 10;
            retstr.push_back(ret + '0');
            end1--, end2--;
        }
        if (next == 1)
        {
            retstr.push_back('1');
        }
        reverse(retstr.begin(), retstr.end());
        return retstr;
    }
    string multiply(string num1, string num2) {
        // 1.特殊情况,乘数有0的情况
        if (num1 == "0" || num2 == "0")
        {
            return "0";
        }
        string ret = "0";
        // 2.一般情况,需要一边乘,一边加
        for (int i = num2.size() - 1; i >= 0; i--)
        {
            // 存储单个字符与一串字符相乘的结果
            string mr;
            // 补零操作
            for (int j = num2.size() - 1; j > i; j--)
            {
                mr.push_back('0');
            }
            // 拿到乘数的单个字符,并转换为数字
            int y = num2[i] - '0';
            // 依次拿到被乘数的字符,并做乘法运算
            int end1 = num1.size() - 1;
            int next = 0;
            while (end1 >= 0)
            {
                int x = num1[end1] - '0';
                int r = x * y + next;
                mr.push_back(r % 10 + '0');
                next = r / 10;
                end1--;
            }
            if (next != 0)
            {
                mr.push_back(next + '0');
            }
            // 逆转
            reverse(mr.begin(), mr.end());
            // 加值
            ret = addStrings(ret, mr);
        }
        return ret;
    }
};

好的,这两道题虽然不难但是比较有意思,可以自己写一下,当然有问题直接看力扣的题解也可以,两个题目的题解写的都很详细,还配有图片,很完美。


EOF


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