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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 u2 L' m. X% q c) J$ e6 O

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> . \/ `, L- a$ O0 O: j#include <memory>8 o6 d' i! e& m! h; ~5 o # include <string> + _1 |) \; A" ?3 ausing namespace std;

typedef long long hugeint;

const int Base = 1000000000; . s/ q. f- X* @: q( G+ a" Lconst int Capacity = 200;

struct xnum " }+ r" {* z7 d' w& F{! _% M& {2 o# E# i int Len;# R+ ]* b* s! Y" j/ O6 l int Data[Capacity]; # x, M9 t( L8 p& W xnum() : Len(0) {}6 E& u) s/ \; h* X* _ xnum(const xnum& V) : Len(V.Len) { memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); } ( [5 Z& m% q- Q xnum(int V) : Len(0) { for (; V > 0; V /= Base) Data[Len++] = V % Base; } u% D/ ?8 H) {+ x1 W. H8 ] xnum& operator=(const xnum& V) { Len = V.Len; memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); return *this; }. d2 I/ A# x: H' ^) S8 i int& operator[](int Index) { return Data[Index]; }3 O8 B# [" l) h& G- ^+ _1 o int operator[](int Index) const { return Data[Index]; } v7 ?, x1 q* P# I1 ` };

1 b/ o- \. g: f8 Y$ k8 E5 oint compare(const xnum& A, const xnum& B)) N6 w V+ `7 K& n. j8 Q5 P1 Q { B' b4 `6 t/ M/ B3 ~ int I;; s) g6 b5 `- L0 B' k$ Z1 O; {6 H if (A.Len != B.Len) return A.Len > B.Len ? 1 : -1;! n% g) m$ V ]! h+ a8 t s for (I = A.Len - 1; I >= 0 && A[I] == B[I]; I--); , r1 w: G0 f6 o if (I < 0) return 0; ) \ \) T! Z+ ]3 G% k6 Z1 \ return A[I] > B[I] ? 1 : -1; 9 b4 w& E8 n/ N( O8 p& k7 `1 B: t}

xnum operator+(const xnum& A, const xnum& B) 7 Q+ Z, G# Y U7 d! `& }8 v{ , W+ U3 V9 B+ t& z1 g9 H xnum R; # t4 Q+ g+ ~1 k+ K8 n" c7 q# x int I;- S! \3 z: ]! V int Carry = 0; 7 Y0 @/ v4 l6 S for (I = 0; I < A.Len || I < B.Len || Carry > 0; I++)" B; a) c4 {* Y x; D {- l; H) J3 V' C. u% e. m& q7 D if (I < A.Len) Carry += A[I]; F1 `! ]7 e' H1 V, T7 } if (I < B.Len) Carry += B[I];6 Q# C k, i6 g: B" W R[I] = Carry % Base; ( S8 P4 T9 }6 n3 @2 F5 A Carry /= Base; : m( U! s. g) M! F2 | }- O! k9 X4 |% u9 }2 j R.Len = I; + `% D2 _# f' C) g5 w+ E return R; 3 _/ b$ J2 x& Q1 K! D0 [/ W}

xnum operator-(const xnum& A, const xnum& B) ( e6 K" h6 Q- r0 j& s+ v{ & o3 \5 m' k* _% N% Z7 l/ k6 ?9 g xnum R; % s8 J. J# V4 h' j; @8 z int Carry = 0; L9 Y+ u2 p. o; n1 H' G R.Len = A.Len; p& T$ q8 G8 L$ {: ^0 K% J- E0 C int I; , h5 e) ^) \6 }: q0 D! Y! [% W/ ` for (I = 0; I < R.Len; I++)5 }4 h* }0 [7 F9 n, p- S9 R { # @& C) p6 A+ X* _" ? R[I] = A[I] - Carry; 1 o/ ]: V) [' S* n if (I < B.Len) R[I] -= B[I]; 8 i; w+ n- f+ j" }9 Y- ? if (R[I] < 0) Carry = 1, R[I] += Base;' Z2 c% w3 Z+ ~4 g1 Q) w' v" i else Carry = 0;5 P0 M$ h5 p7 V& s6 I& ~2 F0 x) _$ l }' u& }) V* M1 W. f! a while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;2 S8 B3 k! q- S# M Q, c; } return R;2 s# g6 p( d2 k6 `( F& ~ }

xnum operator*(const xnum& A, const int B) $ U, _" l5 b8 I- L! p a( r3 y" V{ . }* O6 _ w6 h8 \% N& ? int I; ( E0 m7 j; Q' b& B if (B == 0) return 0; . O: E+ h1 C+ L0 j xnum R; 3 ]) c9 O2 d2 W: g1 C hugeint Carry = 0;2 [" R0 t/ b. T+ z+ G for (I = 0; I < A.Len || Carry > 0; I++) ) Q! {$ l* W; z6 w0 u$ S S {" D9 c; |# U) Y$ C+ o' ~ if (I < A.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B; ' Y) {/ c8 h, c! n0 p j R[I] = Carry % Base;& g; F U0 l2 b' Y Carry /= Base;2 w$ }5 z7 t) |7 p7 d }4 S% S; Y" K* W5 O8 z- e R.Len = I; ! t! O$ r+ `$ H" J+ ?9 _) C5 Q$ J5 c return R; 5 K) ^ \: ]& f6 b' |. h6 B}

xnum operator*(const xnum& A, const xnum& B)' R$ l( C' D& i! L7 l `# ^ {* ?8 S& D) |. k; Z int I;1 K( g8 k& u$ A% c' }1 I9 | if (B.Len == 0) return 0; p. t5 g5 V6 E" X! N Y) Q( n xnum R;, @- m. U) W" y- [! T2 c" \ for (I = 0; I < A.Len; I++)- G* F' u9 L7 h! ^9 B { ; E+ I/ ?( |: n1 S ~& z( L3 D hugeint Carry = 0; & O- X) X& E# C/ ?5 z3 `" k8 z for (int J = 0; J < B.Len || Carry > 0; J++)# U- h( i& a! @3 i5 l { s' G9 Q0 \! u7 G) r+ m: G6 a, c if (J < B.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B[J]; ( ~6 h) q+ J3 U) @7 n2 C if (I + J < R.Len) Carry += R[I + J];* U( q6 H- _5 |; Z if (I + J >= R.Len) R[R.Len++] = Carry % Base;. l+ i! c* G$ z9 L" u8 W else R[I + J] = Carry % Base; ' d3 g% p- @' C3 A3 N! D i( q3 f } Carry /= Base;/ h6 N- s2 |/ d) C5 o } + N/ {$ X+ @" [) w; n3 f } 1 O3 U E0 z, F) T9 K9 w return R; 3 G! C, a/ d- M8 M9 e: F}

xnum operator/(const xnum& A, const int B) + C4 q* Q ?$ ?9 ?$ u{1 u* o/ F/ T4 w" ~5 l/ S xnum R; : Y U3 w+ z6 N' V1 C( a0 z int I;7 a- b$ H8 K/ U5 f* \! |4 ?! Q hugeint C = 0;2 _& n/ c# W% m4 l% E7 K- l for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--)) ^9 t2 J0 C4 n { `/ F* ^- a5 ]. M# v9 R C = C * Base + A[I];& I3 \( P/ a: i6 O$ z% f R[I] = C / B; * m" {+ z" T+ v6 s3 ~ C %= B; & a' ^6 Y6 v# E( b }4 d- J5 ]) t3 W& f7 z; O R.Len = A.Len; 7 N" V' n2 Z4 b" T6 Z& q2 z) H( [ while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;7 `5 v, M2 h/ W5 X0 }+ e return R; # b' T0 L* X3 J. H4 [3 K}

xnum operator/(const xnum& A, const xnum& B)) C4 `/ O$ L; p8 r {+ W4 ~2 [5 }, ], g1 K9 [ int I;; ]: I/ e w Y xnum R, Carry = 0;) f- d: a. C) a; N& [ int Left, Right, Mid; 8 Y) \# y5 A7 ]1 ? for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--)% d, P A4 T1 S" j n8 J$ w6 { { 0 j+ [ a! U; B( y7 ] Carry = Carry * Base + A[I]; h, z5 j& [1 ` Left = 0;+ R% g( d! S2 C# Y( t Right = Base - 1;" @$ p, S# {% v y3 x0 C! ~ while (Left < Right)- y( l' P. H# b; ~5 A" G { # d7 Z0 Z$ R3 x# ^6 R: G: O Mid = (Left + Right + 1) / 2; * M' n) W; B( i" ]" ` if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid;& Q w$ L* j; d a! l. o' D else Right = Mid - 1; 1 G* @. ^4 R1 ^7 H8 I0 { }" F, q% g3 l9 r. q4 d9 h R[I] = Left;% a' [7 }) j! Z& H9 a; C. f) W: V Carry = Carry - B * Left;( s2 U- N% z: a- B& ?7 J, L- C+ D } 5 f% O" i: a! q; v R.Len = A.Len; 0 j5 |- B4 U% d2 d while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; 8 V8 y s8 c3 F1 U/ O, e return R;9 y* ~+ G! m$ p }# j+ y2 n2 z0 B, {$ u3 { xnum operator%(const xnum& A, const xnum& B) # _3 d; c: x$ H{ , G% Z2 R% l @ L1 R int I;# T& o9 u# J1 t0 n2 [8 O1 Z( N xnum R, Carry = 0; + u1 i5 W- Y& c int Left, Right, Mid; $ Q/ L5 |* W/ b: c# l0 A6 w4 m for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--)5 j/ s1 `/ u. F. E1 C+ ] { ) P8 A: h* q7 C9 X5 U Carry = Carry * Base + A[I]; " v& p& D3 o; y7 C `: ^- Z, I# [ Left = 0; 9 [( G- x) K7 I6 v6 o! ` Right = Base - 1;/ s$ V' ]$ i P: e9 h2 c4 L while (Left < Right)) K/ C8 Q# E% M2 I. h { ) t1 r+ h9 I1 N. n! e5 H Mid = (Left + Right + 1) / 2; % u% x/ m9 L/ T! @5 B. b* u if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid;* n; X) ?* m+ {/ X& H6 I) V" q4 M else Right = Mid - 1;1 h& m4 `+ w- Q& s- Y" Q! O }! V& D* v0 `$ x R[I] = Left; w+ H" y) A' o5 Y; N Carry = Carry - B * Left; : b- h4 d& }) y }& J! H/ d {0 p; w J' v3 v R.Len = A.Len;$ k; @! F* p6 x while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; 2 S( _9 }% V; C* l8 ]6 l P8 y& c return Carry; ; v8 i' z) x- Q" u6 S6 N4 v}

istream& operator>>(istream& In, xnum& V)# _. K4 J6 a2 R# _ {7 q0 Y; v; E6 @" A* ^( ? b/ T char Ch;' s& U( D; X8 M% q7 [ for (V = 0; In >> Ch;) ! Z( Y! S$ D. | { % W g \ @; T" d' R) X5 w V = V * 10 + (Ch - '0'); 6 N: ^1 i1 u6 M5 o6 b) n4 r6 X% m if (cin.peek() <= ' ') break; ! S% V2 ~4 R9 E* }5 V' g }" v, z; \, z' X* e return In;) V1 x# w# [2 X4 U# J }

ostream& operator<<(ostream& Out, const xnum& V)0 \; q% T8 G5 d5 ] {; A, ^/ u1 j8 m! D5 b0 f6 Y int I; $ I% \& x. W6 C3 E Out << (V.Len == 0 ? 0 : V[V.Len - 1]); . ?" U: \7 m M' M2 K for (I = V.Len - 2; I >= 0; I--) for (int J = Base / 10; J > 0; J /= 10) Out << V[I] / J % 10;; h& q7 o/ Z/ o3 _$ z5 m0 r& l* W# W return Out; " r% ~3 F$ j5 \6 u- s# Q; J' f& m}7 q/ q& _6 H \; I- M: j

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