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谁有超长整数运算的好算法?

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xuefu998        

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发表于 2005-2-1 16:07 |只看该作者 |倒序浏览
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谁有超长整数运算的好算法?

2 g4 ?4 l7 s! x; C7 q5 G9 P$ n

现在CPU还是64位的,量长整数不过int64(2^64),超过这个数的整数怎么办,如1000!等,请各位有心人指点迷津。

[em08][em08][em08]
zan
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高精度,用一个线性表保存一个大整数,具体说,将大整数写成p进制数,线性表的每一项存p进制其中一位。

参考下面代码

#include <iostream>$ K/ L* E! E5 R7 ]+ u$ y #include <memory>1 n( i9 n6 _# u! V # include <string>( B" t$ P! n, p* y6 V5 t+ {) s using namespace std;

typedef long long hugeint;

const int Base = 1000000000; , q0 l! e K3 p, Uconst int Capacity = 200;

struct xnum * _4 A$ @9 b$ S+ P' r{ & N7 y$ n% O( c/ l# p6 p9 G: S- o int Len; ! Y k( q) }- X" d* w8 K# z5 } int Data[Capacity]; 6 z+ ~- x' J* ?+ {, M3 l; m xnum() : Len(0) {}+ Y3 l" L% Q% k4 z: C7 O2 `1 F xnum(const xnum& V) : Len(V.Len) { memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); } 3 R# }2 Y$ l6 C1 q' A$ ~% K xnum(int V) : Len(0) { for (; V > 0; V /= Base) Data[Len++] = V % Base; }* U% a1 }5 B9 _9 ^ ]! f6 ~& b" ~ xnum& operator=(const xnum& V) { Len = V.Len; memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); return *this; } " [ ~5 b$ T$ E8 j9 k) y0 V0 ~ int& operator[](int Index) { return Data[Index]; } 4 R7 [7 f8 n6 e' i5 ~' R) @ int operator[](int Index) const { return Data[Index]; }2 g- u3 e( f# O* U @, j& v };

, D1 V( H5 h( n! P0 J* G" xint compare(const xnum& A, const xnum& B)8 Q( P. W4 z- Y4 J {- z# D. |4 K5 { int I; " X: V. {5 N9 r$ t Y' T" K if (A.Len != B.Len) return A.Len > B.Len ? 1 : -1;5 p8 T) N& _0 M$ h* M8 [ for (I = A.Len - 1; I >= 0 && A[I] == B[I]; I--); * o) J4 f; L& n4 j+ ?, t- i; D if (I < 0) return 0;" f) g! L7 `- t return A[I] > B[I] ? 1 : -1;, b/ V, g X2 f) G7 K, K }

xnum operator+(const xnum& A, const xnum& B) 5 F. D) l/ t( G$ ~{6 M. E. T4 p4 [) _7 x xnum R; / n' `( W8 e2 i int I; ! R* ^# Z- H! B5 ^6 B int Carry = 0;6 v9 A! K/ D6 e6 e& P6 B6 J- y0 @1 q for (I = 0; I < A.Len || I < B.Len || Carry > 0; I++) , l; C* {3 C1 [3 `6 b {3 V3 p, }2 v1 E0 ^0 f if (I < A.Len) Carry += A[I];0 S2 h& H) t) T6 R if (I < B.Len) Carry += B[I];1 F \4 X0 M& ` R[I] = Carry % Base; Z" E3 P; \+ u' o Carry /= Base; 1 A* ^& H1 e- j* P% {% X; B } % D7 v% e+ | n% M! } R.Len = I; / Z* g/ L& q/ i: w @, h return R;5 y$ P8 x9 [7 C" \4 P! w* e7 N# A+ x }

xnum operator-(const xnum& A, const xnum& B) , ~3 \* X( Z# n. V{: X: m, o2 y3 A. e0 b" T xnum R;' D. ^* Z. |5 n4 R \% ^1 Z, K S int Carry = 0; - S0 b" X9 J/ H6 k8 d R.Len = A.Len; 9 I3 M/ ^' N. F5 G/ ]( r int I;7 W- _# d+ N& { A1 E. M0 W for (I = 0; I < R.Len; I++)' @& i' F$ j- N: u* G% z1 W1 o- w {, ^' c! C% N; J" R/ U R[I] = A[I] - Carry; 3 Y( V( @( \ N; S7 _$ m7 n& R8 Z; A if (I < B.Len) R[I] -= B[I]; 5 y( j u P; r1 b3 `6 | if (R[I] < 0) Carry = 1, R[I] += Base; " w4 U: V9 p1 \5 O0 E else Carry = 0;' ^" B2 f1 B; m4 \ } 0 I6 K: e' y' E: t while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; * F0 p) G K D return R; $ K. f8 j" K0 c}

xnum operator*(const xnum& A, const int B) $ k9 l! j6 @. C: l6 P! U{ : m& m2 t) M' y) j5 |! a+ } int I;8 @5 I3 u2 Q; z# ]7 ?: W# o7 L2 ?' b if (B == 0) return 0;; q* q7 K1 W6 R# K4 _" ~4 v" M xnum R; * ~3 f" P/ i* r7 U" b6 b hugeint Carry = 0; ! Z, [$ n) E+ `, a( o9 r for (I = 0; I < A.Len || Carry > 0; I++)8 K9 x% |& |8 v2 g2 \* }6 { {; ?. T2 \& v% ^5 @' `( p- k5 p, p. p if (I < A.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B; - |9 Z/ \$ C( m4 I R[I] = Carry % Base;0 R8 j! R+ G: s# M/ N Carry /= Base; 6 V' R! \" P7 m2 _% g o } - x T; a- m8 K( b* m4 E* c R.Len = I; ! v$ I+ E( s" ^( I return R;0 w. Y3 k: N' E j8 b }

xnum operator*(const xnum& A, const xnum& B) % H) z: O9 q: C ?/ I0 j( j' U{ % _/ i+ c; L$ o3 d! O/ V int I;3 K+ }- p! m" q' N" m* ?3 d ] if (B.Len == 0) return 0;2 R2 I% W! R& W4 s1 z7 J- ^ xnum R;- R$ M5 ^( W5 x2 r for (I = 0; I < A.Len; I++)+ ?; F; _; f, q {. w6 _; c) w$ h0 E0 V1 S4 _' T; h) x/ Z hugeint Carry = 0; * @/ {6 F9 ?( v' h5 M4 y for (int J = 0; J < B.Len || Carry > 0; J++)# F j5 I) F2 f { 7 y4 r9 r+ D. |/ o0 f' E if (J < B.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B[J];8 G/ _7 s# G" y$ \& t) m if (I + J < R.Len) Carry += R[I + J]; # U( @0 T: `7 S8 q3 w0 V& P if (I + J >= R.Len) R[R.Len++] = Carry % Base;) O9 i0 e/ O: a+ R/ P else R[I + J] = Carry % Base;, H! ` ?( c9 Z" G$ P- p% { Carry /= Base;! @% m4 {% E+ E) \7 e3 B- [: X } : N0 x/ u5 G |$ U" t1 M2 b3 r2 L5 h7 N }7 R! v2 Y% ]* F: h& n. H# F return R;9 N5 y+ K o: w$ l' x }

xnum operator/(const xnum& A, const int B)2 |2 h' v$ E$ e, ^ g {1 t, E& I& M: G xnum R;4 C5 g+ \0 ^0 r7 N% x3 U; w int I;9 F* p l' n+ \; x! A hugeint C = 0;/ H( ]0 J* V0 _! _, U for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) / N7 Y" i2 [# J0 @0 W5 Z2 p {: P4 T6 j/ B( V! { C = C * Base + A[I]; 2 ]" }% p) r. N R[I] = C / B; \! I% {$ o& @ C %= B; p* C. t* ^( C: o0 L& j# C5 D/ ^ } 1 G% Z s( b% V0 C% p4 p R.Len = A.Len;2 e v* b7 o- Q5 f' T while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; , P/ W2 K0 u6 I+ I* }9 z" z return R;& g* t* i2 `+ Z+ x4 T }

xnum operator/(const xnum& A, const xnum& B) , _, o3 Q* Q# r8 W' K* N{ ( H, \/ T' j& S( K- W int I; % }5 H& S0 W6 |+ n* B# T xnum R, Carry = 0; + @* C; \8 U" ?6 j0 o- H' m int Left, Right, Mid; % h, a& u& D; T6 A for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) 9 b/ q1 n+ H0 X- Y& u {% O8 U$ V1 J2 `, ^0 M9 Q3 Y# c7 T Carry = Carry * Base + A[I]; 6 O4 H1 h+ ^$ p1 W" c7 l Left = 0; % b6 f+ R- u6 c2 ? Right = Base - 1;$ I' u4 ~7 z$ L: a1 ^ while (Left < Right) ) x9 R0 G- b f* `6 N { + D5 r3 g9 @% l+ I, a1 V Mid = (Left + Right + 1) / 2; 8 j! b e& O, c4 L if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid; 8 c! Y/ G0 k" p4 P else Right = Mid - 1; 4 w# Q7 |% V4 G }) |7 d6 G$ p, E R[I] = Left;. C; V& n5 R8 A- N( H1 ]7 t Carry = Carry - B * Left;$ i7 x# ?( n; F6 c7 M5 o$ g& f }/ u% r/ E+ j8 j$ z R.Len = A.Len; ; i) _! \; c* f while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; : v7 m" }9 q- s. T1 b8 Q( h+ \4 G# {9 J return R;$ d! w7 \3 s) ]2 `0 D! a& F1 u } 4 f( U0 r2 q9 |+ g3 u* l1 o3 Q+ Uxnum operator%(const xnum& A, const xnum& B)/ U8 {1 {9 w; Z {2 @ W6 X6 q* u$ L- |' d$ T- d4 u$ ? int I; 7 A. [4 ]8 h* S4 F xnum R, Carry = 0; 7 o) n" F& O# \6 b int Left, Right, Mid;/ c' D% ~2 L. A9 t7 P" e& J9 e for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--)# f+ B* c/ N' j4 s3 F { $ D' u6 t( D8 F Carry = Carry * Base + A[I];) H2 Q. B9 S+ m3 h/ L Left = 0; 9 E: R# O+ S8 ~/ F: k q8 o3 P Right = Base - 1;, f/ x" X g& z6 m while (Left < Right)* q! k, M) B4 }8 S7 e+ |0 u5 G) z; q { 2 ^% d, w! w" N0 D* D Mid = (Left + Right + 1) / 2;2 a. s; e) C! i8 r( h4 ], E8 ` if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid;3 l! C! W1 W6 ]; h: ^( `, E: | else Right = Mid - 1; 5 P( T. s! u: s" {, ]* Z) m( N/ i } $ e4 i" t5 b, d3 j R[I] = Left; , c2 B, b' A* ~3 I7 d6 D. w% f: M Carry = Carry - B * Left; ; m7 ]5 ^3 _. r& r I ] } S! c$ U% K, T9 I9 v R.Len = A.Len;8 M+ [0 U- W9 L5 M( s+ z+ @ while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;! m! o$ d4 d$ L! r; g) D( _ return Carry; # |4 `/ U, D$ [9 T0 W" N}

istream& operator>>(istream& In, xnum& V)9 |9 J4 o; X* r+ U( I {+ b9 U: Z9 b5 J- K char Ch; 7 ]6 m, ^( P: A* w8 B for (V = 0; In >> Ch;) 0 h6 ~; \3 R' ]& e: T3 K {. Z- S3 L$ G( ?3 I# g V = V * 10 + (Ch - '0'); ) E2 \) X/ h5 M& m. t9 \ if (cin.peek() <= ' ') break; 5 Q2 |3 X0 r2 F( q: C } - R+ q6 q0 n0 A' a) z# k return In;/ g$ `6 ~: }' p1 z }

ostream& operator<<(ostream& Out, const xnum& V) - c0 F4 P5 b% J% @) w{ ( T9 z. ]7 [2 Q% b# y6 v int I; " v! W e4 Q4 f6 l Out << (V.Len == 0 ? 0 : V[V.Len - 1]); 9 D! ]1 G$ ?1 |1 Y, F9 _ for (I = V.Len - 2; I >= 0; I--) for (int J = Base / 10; J > 0; J /= 10) Out << V[I] / J % 10; 9 g/ e5 [' R! J- p$ Y) m return Out; ' S! ~1 Z' d! d- V5 Y} # r O# |( C+ H9 b9 s V

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