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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?

% k/ I+ p$ j' p! B3 W

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> ) @. n6 w) ^( n1 M; Z#include <memory> 1 A/ C2 M# R+ d9 }+ W% v/ p1 w# include <string>( n _ Y4 g6 e( M3 n* l using namespace std;

typedef long long hugeint;

const int Base = 1000000000; ' \9 r! ]% ^* l8 ?' O: oconst int Capacity = 200;

struct xnum- I+ _" ^/ x B$ y { ' [- |# T O9 V8 X! L! W int Len;: b: t5 Z0 Q! g% D4 |; d$ z int Data[Capacity];9 q/ x+ P6 l" u& [0 e, l8 [) w xnum() : Len(0) {} : m8 W4 I! a, a3 o; r- C xnum(const xnum& V) : Len(V.Len) { memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); } 6 i0 {( @ e c! [/ B8 ^ xnum(int V) : Len(0) { for (; V > 0; V /= Base) Data[Len++] = V % Base; } ! p8 u1 W! l7 J( N, {0 t! u* c xnum& operator=(const xnum& V) { Len = V.Len; memcpy(Data, V.Data, Len * sizeof *Data); return *this; } K, n2 ?" {/ m v int& operator[](int Index) { return Data[Index]; } 8 {% t0 P3 ~: q% \6 c8 J7 D4 X int operator[](int Index) const { return Data[Index]; } + C# d1 V+ d0 ^5 \" i; @5 f2 B};

* c* c5 O- D/ i! N7 c' D9 D int compare(const xnum& A, const xnum& B)8 B1 {8 P7 _( G1 C; a3 S# t& | { * l. X5 A1 v* D4 i7 w$ a; E int I;( C& I0 i2 M$ @: E9 V, Z if (A.Len != B.Len) return A.Len > B.Len ? 1 : -1; ; Z. K0 T6 P8 H5 R. K! m for (I = A.Len - 1; I >= 0 && A[I] == B[I]; I--);4 y- e$ \- V$ ^. A if (I < 0) return 0; / }( `4 v& {( V- E/ A. |- \; b return A[I] > B[I] ? 1 : -1;( }. F' g; W/ b. [: m) r }

xnum operator+(const xnum& A, const xnum& B)9 t; E' g! p# y0 C: V! f' r {# D8 [+ N2 R5 u9 T" v8 A xnum R; + o& q; S# w V! l8 H int I; 8 w1 D }# a* r int Carry = 0; 0 j8 W" O; D$ o" J- r for (I = 0; I < A.Len || I < B.Len || Carry > 0; I++)/ q% z1 P0 X+ p6 v' c$ e {/ _) F0 O: P9 ^( X3 ? if (I < A.Len) Carry += A[I];: `; I% b6 @& F7 w5 B+ r. o if (I < B.Len) Carry += B[I];" a5 m! C/ c2 q' I/ ^% [; u8 r R[I] = Carry % Base; , ~. Y& E9 ^% J Carry /= Base; - a( `. _/ T& h% T; a% ` }2 c! m3 r* K) d6 N% K R.Len = I;4 g( C! m7 z( W. q- V! k/ Z: t return R;( j8 [( T8 h* w0 x }

xnum operator-(const xnum& A, const xnum& B) . A' t8 @% M- @) e0 B5 Y{ 1 P) i# { ]5 g0 u0 ?" E% m xnum R; 4 i! Z7 y! g; @. w' ` int Carry = 0;. H' F, o$ e2 Q) N3 ^ R.Len = A.Len; e& }2 |; |, f# \& W& F int I; $ F2 |* n8 G/ F e$ X6 i for (I = 0; I < R.Len; I++)8 K) T, Y+ F# a8 _* i { 7 Q W; X+ E" j4 D5 c0 {4 p R[I] = A[I] - Carry; 5 Q- G& u7 [. [7 K8 m0 C if (I < B.Len) R[I] -= B[I]; 0 F4 ] k9 D4 D4 ^ C0 y( d, K! m. J# V if (R[I] < 0) Carry = 1, R[I] += Base; % W* V5 T# q; [4 ^! {, O) c else Carry = 0; 3 Y' u" P& \' X, v# M( { }8 n$ S: u+ F* w1 o) W while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--; * S: |2 r( f/ C$ [: m% z Y return R; 3 P: U5 z$ P X0 g2 ?, j}

xnum operator*(const xnum& A, const int B)* k7 L% |) D t3 c2 s6 v; D8 ], f {' i5 j3 I9 d" M" |, I+ x) ~1 O$ a4 e int I; # u9 P. y/ d, t: p if (B == 0) return 0;6 t4 ^, F5 `# ?! W3 j+ f xnum R;/ W/ n9 j* |$ y7 V hugeint Carry = 0;9 ]& u% y: m, G8 W4 j1 \ for (I = 0; I < A.Len || Carry > 0; I++) . x0 u5 Y/ W# u }3 p$ G1 d* F { . w% \8 R* c8 r& C& t% { if (I < A.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B; - m ~. H5 x& K2 M1 d R[I] = Carry % Base;" g5 P$ ~: ^6 `8 O1 s& _, V- l4 k Carry /= Base;' {7 f0 u9 f8 [7 {4 ~ }5 {3 z+ d9 R2 n1 S$ @8 ~% s, |0 z R.Len = I;3 z! Y8 j: m2 z/ ~4 s# m8 f# { return R; / y/ z; @' D5 f1 ]}

xnum operator*(const xnum& A, const xnum& B)6 r$ O+ u) U/ ^7 f9 m R# l" Q3 Z P {# X* Q9 ~ ]- d" G* U int I;' H" y' S8 }3 f0 q if (B.Len == 0) return 0; 3 X3 n8 x! @) l1 `2 @$ b9 A xnum R; . d( L, H8 h& U for (I = 0; I < A.Len; I++) % i; q' x$ L+ H8 O! M5 u5 I {9 [& A! k9 y) O7 N hugeint Carry = 0;7 `" l* o) Q- \; ~: f( ` for (int J = 0; J < B.Len || Carry > 0; J++) : X( M( c Y1 C7 d: y' f {3 a$ A; N! m h/ K+ a if (J < B.Len) Carry += hugeint(A[I]) * B[J]; " T& A8 R' ^2 }7 G* z) B8 W5 Z% Y if (I + J < R.Len) Carry += R[I + J]; 2 D* k( \7 D9 q g* X: P1 q if (I + J >= R.Len) R[R.Len++] = Carry % Base; ) o& Z! w9 [* g( P( ~ else R[I + J] = Carry % Base;0 F- @. {& g$ H4 y Carry /= Base; # P9 I$ w4 s' e' f6 n } ! U4 s- x c0 e8 x8 L4 L( C& r } 7 [% l: `1 b/ M& J return R;. v' S5 i2 \( y& m }

xnum operator/(const xnum& A, const int B) ' W/ i; ]8 H" \3 }# Y{ - N, W1 p7 n2 L" [+ N3 c" ~' ?& W xnum R; 9 i1 e, k5 d2 P int I; ' m# U& ~7 G7 p* e- Z hugeint C = 0; ' L6 N) c- T. R; A for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) : y9 u* F) I H) E$ U# s0 T { 1 J% a9 N1 u' ^ C = C * Base + A[I];- _) P! S0 s1 T) J+ P0 u" c D R[I] = C / B; 0 `6 a- ^+ J& k! h$ T C %= B; 8 s q) b( ?1 P1 n1 K } - \9 U& ~+ h8 `( Y9 ~ R.Len = A.Len; 4 O- O- v8 {) z- A$ q while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;" s* w0 {2 z; ~ return R;0 u7 m/ U( E5 @& [- [* ?6 q. v }

xnum operator/(const xnum& A, const xnum& B) # R3 k$ F) m) Q" w9 J( b" e3 A{ . z. l. v% G: S4 E int I;; G! A, ?& {+ g( ] t* r xnum R, Carry = 0;/ _# ]6 Y. L; n, k T J8 n2 O int Left, Right, Mid;9 P8 l& D1 h7 p. M for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--)& E/ ]! e+ y# c V {- r5 m0 S/ Y& ~ Carry = Carry * Base + A[I]; 4 m4 J3 M3 Q5 u0 A Left = 0; - O0 l# i: O) Z) F- ~& } Right = Base - 1;0 [7 P" q; s% Z+ N } while (Left < Right)! q: m) o. d; J% y a { # L0 _8 z8 D1 ]+ \' v) }+ A5 U Mid = (Left + Right + 1) / 2;) d1 o5 v, n/ @& v) ]! A& g$ g if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid;+ `5 c$ u& V" E { else Right = Mid - 1; 1 Q' w$ R* @4 n }* S0 \+ x- X5 ]2 n R[I] = Left; J. F5 X$ L2 g8 l k V* F Carry = Carry - B * Left;- a: N @- v. | } 7 q% ~& ]4 z4 Q R.Len = A.Len;* q* `2 I' V" |! g9 o2 k while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;* A! H. U8 ~5 k8 e, P* h7 Z& u$ P) r2 \ return R;$ H3 \2 @5 Y* m, |/ M& q6 P }/ T. Y1 A: [) |" S xnum operator%(const xnum& A, const xnum& B) ' H! s. [: X% j8 X( C{ * s3 h X* Q. K' @; z int I;3 \8 i0 p' x1 v1 _/ ? xnum R, Carry = 0; 1 ^2 p3 F+ B- ~0 D( t$ V7 r int Left, Right, Mid;/ L3 y/ w2 [; G% O9 ^5 | for (I = A.Len - 1; I >= 0; I--) 6 J' e9 ~# W4 x- m# Y { 9 O; L6 {( [ A! y) w Carry = Carry * Base + A[I]; 3 a$ y- ~ ]- E* v Left = 0; # x+ F/ t9 N8 m' ?0 W0 Q: `1 V Right = Base - 1; $ _% L% x; `- n while (Left < Right): D, @% `/ M g7 x# x- T { $ w$ f( I- ] P2 R f Mid = (Left + Right + 1) / 2;2 G/ z% U$ |# b if (compare(B * Mid, Carry) <= 0) Left = Mid; 5 K) J s2 `" N' _ else Right = Mid - 1; ) ?$ u8 U2 _" P: C6 w } 8 J5 g7 g d2 ?% ?* ~ R[I] = Left;2 l( Z& O1 |) N* E Carry = Carry - B * Left;. V) |" \ W2 Z: o. v0 ] } 3 Z& m8 n% s3 y- c, u# u1 }% ]0 \( ` R.Len = A.Len;3 C; c% C0 z( m3 w2 u/ u while (R.Len > 0 && R[R.Len - 1] == 0) R.Len--;9 j" l6 j1 u8 D1 p1 Q9 L/ g return Carry;! s! s8 r, t3 v* C }

istream& operator>>(istream& In, xnum& V)1 J) z; B* `) h+ B# e { # R& I: t7 ^2 s7 f& M; D char Ch; 6 L9 q1 i) ^$ h) G for (V = 0; In >> Ch;)! C5 u5 s" R* J0 z1 ^ { 9 e% |) _7 f, o S$ i, I V = V * 10 + (Ch - '0'); 9 B3 t7 b4 {0 C* h4 X if (cin.peek() <= ' ') break; 2 ]! x$ c: S7 M& a: l1 ^ }0 P( ]& l+ U+ O! ~7 p6 R& J7 W return In; % y3 [( x2 g9 J F A}

ostream& operator<<(ostream& Out, const xnum& V) 9 M* F7 }2 ]) N% V/ P: p9 A{ . s1 B# ~! h$ {. [% @ int I; . ^4 s# B- Q1 b Out << (V.Len == 0 ? 0 : V[V.Len - 1]); U- i$ m) _+ _# o2 Q+ @8 J for (I = V.Len - 2; I >= 0; I--) for (int J = Base / 10; J > 0; J /= 10) Out << V[I] / J % 10; : h Y& n W( D5 n7 f return Out;" C4 W# ~3 k: D! ^- l6 h9 k }9 J4 a& c/ R" r: R; B

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