高精度 大數 加減乘除問題(含 階乘 與 低精度)

高精度加法

只能是兩個正整數相加

string add(string str1,string str2) //高精度加法
{
    string str;
    int len1=str1.length(),len2=str2.length();
    //前面補 0,弄成長度相同
    if(len1<len2)
    	str1.append(len2-len1,'0');
    else
    	str2.append(len1-len2,'0');
    len1=str1.length();
    int jw=0;
    int temp;
    for(int i=len1-1;i>=0;i--)
    {
        temp=str1[i]-'0'+str2[i]-'0'+jw;
        jw=temp/10;
        temp%=10;
        str=char(temp+'0')+str;
    }
    if(jw!=0)  str=char(jw+'0')+str;
    return str;
}

高精度減法

只能是兩個正整數相減,而且要大減小(str1-str2)

string sub(string str1,string str2)//高精度減法
{
    string str;
    int tmp=str1.length()-str2.length();
    int jw=0;
    for(int i=str2.length()-1;i>=0;i--)
    {
        if(str1[tmp+i]<str2[i]+jw)
        {
            str=char(str1[tmp+i]-str2[i]-jw+'0'+10)+str;
            jw=1;
        }
        else
        {
            str=char(str1[tmp+i]-str2[i]-jw+'0')+str;
            jw=0;
        }
    }
    for(int i=tmp-1;i>=0;i--)
    {
        if(str1[i]-jw>='0')
        {
            str=char(str1[i]-jw)+str;
            jw=0;
        }
        else
        {
            str=char(str1[i]-jw+10)+str;
            jw=1;
        }
    }
    str.erase(0,str.find_first_not_of('0'));//去除結果中多餘的前導0
    return str;
}

高精度乘法

只能是兩個正整數相乘
# 需要高精度加法

string mul(string str1,string str2)
{
    string str;
    int len1=str1.length();
    int len2=str2.length();
    string tempstr;
    for(int i=len2-1;i>=0;i--)
    {
        tempstr="";
        int temp=str2[i]-'0';
        int t=0;
        int jw=0;
        if(temp!=0)
        {
            for(int j=1;j<=len2-1-i;j++)
              tempstr+="0";
            for(int j=len1-1;j>=0;j--)
            {
                t=(temp*(str1[j]-'0')+jw)%10;
                jw=(temp*(str1[j]-'0')+jw)/10;
                tempstr=char(t+'0')+tempstr;
            }
            if(jw!=0) tempstr=char(jw+'0')+tempstr;
        }
        str=add(str,tempstr);
    }
    str.erase(0,str.find_first_not_of('0'));
    return str;
}

高精度除法

兩個正整數相除,商爲 quotient,餘數爲 residue
# 需要高精度減法和乘法

// compare比較函數:相等返回 0,大於返回 1,小於返回 -1
int compare(string str1,string str2) //只有除法會用到 
{
    if(str1.length()>str2.length()) return 1;
    else if(str1.length()<str2.length())  return -1;
    else return str1.compare(str2);
}
void div(string str1,string str2,string &quotient,string &residue)
{
    quotient=residue=""; //清空
    if(str2=="0") //判斷除數是否爲0
    {
        quotient=residue="ERROR";
        return;
    }
    if(str1=="0") //判斷被除數是否爲0
    {
        quotient=residue="0";
        return;
    }
    int res=compare(str1,str2);
    if(res<0)
    {
        quotient="0";
        residue=str1;
        return;
    }
    else if(res==0)
    {
        quotient="1";
        residue="0";
        return;
    }
    else
    {
        int len1=str1.length();
        int len2=str2.length();
        string tempstr;
        tempstr.append(str1,0,len2-1);
        for(int i=len2-1;i<len1;i++)
        {
            tempstr=tempstr+str1[i];
            tempstr.erase(0,tempstr.find_first_not_of('0'));
            if(tempstr.empty())
              tempstr="0";
            for(char ch='9';ch>='0';ch--) //試商
            {
                string str,tmp;
                str=str+ch;
                tmp=mul(str2,str);
                if(compare(tmp,tempstr)<=0) //試商成功
                {
                    quotient=quotient+ch;
                    tempstr=sub(tempstr,tmp);
                    break;
                }
            }
        }
        residue=tempstr;
    }
    quotient.erase(0,quotient.find_first_not_of('0'));
    if(quotient.empty()) quotient="0";
}

--------------------------------- 其 他 ---------------------------------------

階乘問題(整型數組)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int a[5000];
int factorial(int a[],int n) // 階乘大於等於2(n>=2) 
{
	a[1]=1; //必須設爲 1
    int i,j;
    int p=1,jw=0; //p代表位數,jw代表進位
    for(i=2;i<=n;i++) //從 2開始
    {
        jw=0;
        for(j=1;j<=p;j++) //高精度 *單精度
        {
            a[j]=a[j]*i+jw;
            jw=a[j]/10;
            a[j]=a[j]%10;
        }
        while(jw) //如果還有進位,處理進位
        {
            a[j]=jw%10;
            jw/=10;
            j++;
        }
        p=j-1;
    }
    return p; //返回位數
}
int main()
{
	int sum=factorial(a,3);
	for(int i=1;i<=sum;i++)
	{
		cout<<a[i];
	}
    return 0;
}

2n 問題(整型數組)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int f[501],p,res[501],sav[1001];//乘法要開兩倍長度
void result_1()
{
    memset(sav,0,sizeof(sav));
    for(register int i=1;i<=500;i+=1)
        for(register int j=1;j<=500;j+=1)
            sav[i+j-1]+=res[i]*f[j];//先計算每一位上的值(不進位)
    for(register int i=1;i<=500;i+=1)
    {
        sav[i+1]+=sav[i]/10;//單獨處理進位問題,不容易出錯
        sav[i]%=10;
    }
    memcpy(res,sav,sizeof(res)); //注意 sizeof的是第一次參數
}
void result_2()
{
    memset(sav,0,sizeof(sav));
    for(register int i=1;i<=500;i+=1)
        for(register int j=1;j<=500;j+=1)
            sav[i+j-1]+=f[i]*f[j]; //注意是 +=
    for(register int i=1;i<=500;i+=1)
    {
        sav[i+1]+=sav[i]/10;
        sav[i]%=10;
    }
    memcpy(f,sav,sizeof(f));
}
int main()
{
    scanf("%d",&p);
    int temp=p*log10(2)+1;
    res[1]=1;
    f[1]=2;//高精度賦初值
    while(p!=0)//快速冪模板
    {
        if(p%2==1)result_1();
        p/=2;
        result_2();
    }
    for(register int i=temp;i>=1;i--)
    	printf("%d",res[i]);
    return 0;
}

高精度乘低精度(string)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
	string s, str = ""; //原高精度 後高精度 
	int n, jw = 0; //低精度 進位 
	cin >> s >> n;
	int len = s.length();
    for(int i = len-1; i >= 0;i--)
    {
        int temp = (s[i]-'0')* n + jw;
        jw = temp/10;
        temp %= 10;
        str = char(temp + '0') + str;
    }
    cout << str;
	return 0;
}

高精度除低精度(string)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
	stringstream ss;
	string s, tmp;
	// t 是商(整型) temp 是餘數 
	int a, t = 0, temp = 0; 
	cin >> s >> a;
	int len = s.length();
	t = (s[0] - '0') / a; //提取第一個字符 
	if ((t != 0 && len > 1) || len == 1) //之所以額外加 len,是因爲後面的 for循環是從 i=1開始 
		ss << t;
	temp = (s[0] - '0') % a;
	for (int i = 1; i < len; i++) //從 i=1開始 
	{
		t = (temp * 10 + s[i] - '0') / a;
		ss << t;
		temp = (temp * 10 + s[i] - '0') % a;
	}
	ss >> tmp;
	cout << tmp <<" "<< temp; // tmp 是商 temp 是餘數 
	return 0;
}

高精度乘低精度(vector)

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
vector<int> mul(vector<int> &A, int b) //A爲高精度數,b爲低精度數
{
	// C = A * b, A >= 0, b > 0
    vector<int> C;
    int t = 0;
    for (int i = 0; i < A.size() || t; i ++ )
    {
        if (i < A.size()) t += A[i] * b; //用來解決最高位進位的問題
        C.push_back(t % 10); //保留下最右邊一位
        t /= 10;
    }
    return C;
}
int main()
{
    vector<int> A={1,2,3}; //高精度(原高精度是反着輸入)
    A=mul(A,2); //乘低精度
    reverse(A.begin(),A.end());
	for(vector<int>::iterator it=A.begin();it!=A.end();it++)
		cout<<*it;
    return 0;
}

output: 642

第 6 行 “||t” 與第 8 行的判斷用來解決最高位進位的問題

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