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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?

1 A3 B1 w5 ~9 C' |

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>, v% A. P9 n- \7 A1 O3 J$ c6 x6 |. o0 S9 L #include <memory> 2 o! N$ j7 }+ F# d1 v- [# include <string>( ?& c& Q, V& u$ z. q using namespace std;

typedef long long hugeint;

const int Base = 1000000000; 3 R2 b/ p) r" y, y0 dconst int Capacity = 200;

struct xnum 5 t) l2 o( j9 _: C, `{ * P+ s2 q& p" w int Len;' D: H9 R7 T! e. E5 D* e+ I int Data[Capacity];# H" ^" m: G0 S0 e3 }/ W7 p* V xnum() : Len(0) {}" F+ `6 n; Y% k1 P" O' L xnum(const xnum& V) : Len(V.Len) { memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); } 9 t. l6 c8 X; Q* ` P6 t xnum(int V) : Len(0) { for (; V > 0; V /= Base) Data[Len++] = V % Base; } 8 ?! c9 a( x7 }7 i: }) r9 U xnum& operator=(const xnum& V) { Len = V.Len; memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); return *this; } 5 K; c9 p+ B# n \! S int& operator[](int Index) { return Data[Index]; }( a2 ]7 R6 { k) C/ h: [3 Y int operator[](int Index) const { return Data[Index]; } 6 J _1 W4 f8 g$ j/ P" P};

) q: @/ ~2 u9 e0 i& ^- F int compare(const xnum& A, const xnum& B)$ @( b/ l" A/ h/ z1 U4 f { 6 X" ]) s$ h& t7 j int I;" P$ j7 Z7 d$ J7 D# V2 ? if (A.Len != B.Len) return A.Len > B.Len ? 1 : -1;/ p+ I7 l; P4 U7 } ` for (I = A.Len - 1; I >= 0 && A[I] == B[I]; I--);1 g: w5 F2 |8 ~2 W' V8 y if (I < 0) return 0; 9 T$ d, F0 F% u return A[I] > B[I] ? 1 : -1;0 p" E0 L0 ]' G8 _. u }

xnum operator+(const xnum& A, const xnum& B)/ k( {1 U3 m/ k! J { , y) M1 W- U: Q2 g6 C" e xnum R; 5 I2 l, `/ B0 U! V& P' m int I;8 Z# _; c) i4 b0 E int Carry = 0; " [8 ^0 o% H* `* G' r: M6 ] for (I = 0; I < A.Len || I < B.Len || Carry > 0; I++)9 V, B# C8 c: }# V$ ` { * ]/ `, K) U: ~, k& k if (I < A.Len) Carry += A[I];1 R8 g) D' y5 [3 g) M if (I < B.Len) Carry += B[I]; . U) m( `6 E6 Z: D+ I R[I] = Carry % Base;! M+ F* U; t7 m' U Carry /= Base;$ \3 c* ?: ~; Q ~7 i7 ]/ I } 0 Q: @9 b6 [( @9 g* g R.Len = I;/ u) O) m5 w e; a! ] return R; + s0 A) Z- `5 a+ ] `}

xnum operator-(const xnum& A, const xnum& B) , W4 ~; t2 e$ M. Q{$ b) P9 j) K/ X% ` xnum R;+ d( D# j8 z0 r int Carry = 0; ; g7 ?) a! }$ O, c" h0 F% o3 [; \ R.Len = A.Len; 0 H* |, |4 y/ s, `5 w4 H7 q ` [+ z int I;2 Z( M: i$ ]6 i for (I = 0; I < R.Len; I++) , S. ~% V" z/ G" {5 T+ C/ h2 ` { & d# k( ?% ?4 W) s' k; c* w2 @) l R[I] = A[I] - Carry; , }) W: n- J7 a8 c4 J7 J4 Q if (I < B.Len) R[I] -= B[I];* y* T3 P5 d- I if (R[I] < 0) Carry = 1, R[I] += Base;, p p) J8 O* B7 y6 k9 |% ]% X else Carry = 0;; Q& }5 K, x- ?6 A* X' Z- W" a } 8 ?9 y" R2 y2 t while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;0 v; D7 W! b* c return R; / l; M& G3 j! r}

xnum operator*(const xnum& A, const int B); S/ t8 M; O7 j0 T; E# X+ ^) r7 I { , q( i7 ^% P: J8 ?% k7 m. z int I; ) D, h' \; g8 g6 t if (B == 0) return 0;+ Z4 z2 R L7 j8 w: F xnum R;0 B8 M, W/ J& |6 y) P5 b hugeint Carry = 0; M8 G1 E8 C- C% h for (I = 0; I < A.Len || Carry > 0; I++) 9 y+ ?0 x5 p' ]; d# u {8 ^; y3 S$ [$ z3 W if (I < A.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B; - h$ Z1 d1 j8 c9 D* W R[I] = Carry % Base; $ @2 C/ b S* X. X& | Carry /= Base; ( M* { B3 O0 h2 h- x; N } # {3 S+ [+ H6 J4 @* H( m5 f9 _ R.Len = I;7 x% M* {; y5 f0 ?2 }. t return R;; b2 p# A* d) f; X ]8 `- _ }

xnum operator*(const xnum& A, const xnum& B)0 @# ~0 k" z& R5 A {7 C- J& ]9 W+ L int I; ; w% ]8 U, i: K if (B.Len == 0) return 0; d( H: w0 M$ `* i7 l$ G xnum R; 2 W V% V& J$ P1 Q) J for (I = 0; I < A.Len; I++)9 v1 V; r: @% \ { & t+ W7 [5 r( f& f. h hugeint Carry = 0;; b$ }8 `" i( w0 U1 R) O4 L for (int J = 0; J < B.Len || Carry > 0; J++), Y1 v* \& m v) s% w% u R6 Y* ~ { + j* _ B: L2 C. U7 J if (J < B.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B[J]; 0 }! p# J) A/ t0 z) S if (I + J < R.Len) Carry += R[I + J]; 7 S& A( h8 C$ u) {( B j* P if (I + J >= R.Len) R[R.Len++] = Carry % Base; ' Y2 d: E5 [5 Q' _# m: K( Y else R[I + J] = Carry % Base;8 ?" X: O0 L& b! C K2 X7 m- H T Carry /= Base; 9 O+ Y) M: t2 T5 D } 1 j/ N$ }! J( R. ^: q( H } 0 Z) c: \: n ^- d return R;# [" t$ D5 r: P1 L, d& h% P }

xnum operator/(const xnum& A, const int B)1 j& i9 U0 K8 W7 K& M {" _8 @5 O/ p- \$ _ xnum R;- z6 [6 a# z1 G3 P" O int I;) ^/ H4 E7 Q; D& q. ^ hugeint C = 0; ! C7 V, ~' Y$ T# |3 Q5 a9 x [ for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) 7 r& Z) l, d0 G/ q0 L {4 w9 n X' u) s% O5 v* k C = C * Base + A[I]; C2 u1 \/ X6 @" Z R[I] = C / B; % `( ^: i3 v* g2 e N C %= B; E R4 Z( y& N( D } : e* i% S; q. m& m h R.Len = A.Len;. o- K" _5 l" S# d while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;$ T# J" K7 ]2 k0 Z/ V$ J return R; 8 v% E! n5 K8 T+ e& c}

xnum operator/(const xnum& A, const xnum& B) 8 y9 ]6 Q/ }8 h6 I# m5 C" j4 ~+ [{. m# b4 e/ j( D5 S int I;9 y$ Q6 i6 f( t" R3 o# k xnum R, Carry = 0;! C: O% G7 c* e2 R int Left, Right, Mid;8 c2 o& v9 W8 A for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) , h' ^% Q, k0 m7 N& D! o {) S; U. p$ @" r: O3 n. w Carry = Carry * Base + A[I]; q& Y# F0 m7 k& g# L g Left = 0;% m% j$ ]1 I- C+ O! r( E: \9 [ Right = Base - 1;% G- u8 R& R n+ C% k8 c; ~ while (Left < Right)% U' w% U: I0 k, S: j) k7 {# T4 l {( L, x$ b' G% h* z7 B Mid = (Left + Right + 1) / 2;3 ?! D# k9 t5 u3 g0 Y if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid; ?$ t; l* B$ o else Right = Mid - 1; . _5 X9 S6 q! m: k1 h- M. K }& l$ \" f3 V3 U2 Z0 [4 U R[I] = Left; " P' E1 W1 c* U' b. _5 S, _ Carry = Carry - B * Left; T6 d4 ?+ s( }* A, r! z3 g, k } + J \5 i, |6 {6 P% C% m' Z R.Len = A.Len; 4 k, z v0 [) b- t. R while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;8 k S, Q+ M" ^. ^9 h4 g return R;; {: K, X7 K2 u }& @+ f4 ?5 u1 x5 l xnum operator%(const xnum& A, const xnum& B)$ {) z! m7 a, j0 S {7 I3 F. U9 O9 P int I; ) ?2 U8 Y9 X+ t W E xnum R, Carry = 0; ) u5 v: z5 t0 q& C9 I- M int Left, Right, Mid; ( s; ~# a" g2 o2 U% q9 b) ]" s for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) 3 z7 Q% w: a* S; v: v {3 E* n* d& r; h) P Carry = Carry * Base + A[I]; 7 m5 }0 \4 E) G \9 u Left = 0;2 x* l4 i, a: I: X: X; G) W Right = Base - 1;3 W0 n6 @2 K2 k4 ?, y* R9 g, S1 I while (Left < Right) . a% P) D# D n# F6 q& }5 D { ) h% v! x' ]" a5 S Mid = (Left + Right + 1) / 2; 8 U' Z4 d$ V9 Y if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid; / w* W4 C& g1 L( I/ ?; O else Right = Mid - 1; ; I0 V G6 c. x* Y g/ R) J } $ p- j# @8 U7 c2 u, w, g# e" A R[I] = Left;$ [* ^! z4 S$ z* \1 i0 ^' _8 P Carry = Carry - B * Left; 2 I3 N! ]# B6 j' h }+ Y" S- G: m( l0 \3 }: p R.Len = A.Len; X* ~$ N! y8 g$ \5 M/ R% B$ N' ~ while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;6 T5 W5 t; ^5 y6 \) O0 M return Carry;' c8 u$ _, A C" j: t }

istream& operator>>(istream& In, xnum& V) 6 A1 l6 H y$ t/ C{/ h6 a+ m: F! i- G5 R8 _" p( p' d char Ch; $ o O# P2 x5 r5 L. m for (V = 0; In >> Ch;): J! S. p+ Y5 W7 S) X0 W. ~ { 0 H8 c' M# }2 W7 t* E* k V = V * 10 + (Ch - '0');8 i' ]' c3 _. D( ~2 U# S, e! P if (cin.peek() <= ' ') break; & D5 Y% c# \0 W+ Z6 ^. y% g3 ~, `5 W }- c1 p% |: T) S return In; - ?; [" G9 {9 u& x/ j* J0 m}

ostream& operator<<(ostream& Out, const xnum& V) 8 p4 G# O9 d' m0 O% e1 `{/ Z+ z8 w2 k4 O% y int I;; }1 K4 ]; m, t% ^. X z' Y# E! e Out << (V.Len == 0 ? 0 : V[V.Len - 1]);7 r9 W! E7 N# J. u& x+ o# B for (I = V.Len - 2; I >= 0; I--) for (int J = Base / 10; J > 0; J /= 10) Out << V[I] / J % 10; 6 M# ], T8 ?8 \& A return Out;1 z' r2 X/ Q- k* c8 C }: M( J) c+ p9 j0 E" s6 H

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