如何在 C++ 中将大数字符串转换为整数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何在 C++ 中将大数字符串转换为整数？

【英文标题】：How to convert large number strings into integer in c++?

【发布时间】：2017-08-14 07:33:29

【问题描述】：

假设，我在c++ 中输入了一个长字符串数字。我们必须对其进行数值运算。我们需要将其转换为integer 或任何可能的操作方式，这些是什么？

string s="12131313123123213213123213213211312321321321312321213123213213";

【问题讨论】：

鉴于这样的数字不适合“常规”整数类型，您必须自己重新实现所需的操作，或者使用 bignum 库。

【参考方案1】：

看起来你想要处理的数字对于任何标准整数类型来说都很大，所以只是“转换”它不会给你很多。你有两个选择：

（强烈推荐！） 使用 big integer 库，例如gmp。此类库通常还提供解析和格式化大数字的功能。

自己实现你的大数字，你可以例如使用 uintmax_t 数组来存储它们。您将不得不实现您自己可能需要的各种算术，而这并不是一件容易的事。为了解析数字，您可以使用 reversed double dabble 实现。例如，这是我不久前用 C 编写的一些代码，您可能可以按原样使用它，但是您需要提供一些辅助函数，并且您可能希望使用 C++ 工具重写它，例如std::string 并将此处使用的 struct 替换为 std::vector -- 只是为了记录这个概念

typedef struct hugeint

    size_t s;       // number of used elements in array e
    size_t n;       // number of total elements in array e
    uintmax_t e[];
 hugeint;

hugeint *hugeint_parse(const char *str)

    char *buf;

    // allocate and initialize:
    hugeint *result = hugeint_create();

    // this is just a helper function copying all numeric characters
    // to a freshly allocated buffer:
    size_t bcdsize = copyNum(&buf, str);

    if (!bcdsize) return result;

    size_t scanstart = 0;
    size_t n = 0;
    size_t i;
    uintmax_t mask = 1;

    for (i = 0; i < bcdsize; ++i) buf[i] -= '0';

    while (scanstart < bcdsize)
    
        if (buf[bcdsize - 1] & 1) result->e[n] |= mask;
        mask <<= 1;
        if (!mask)
        
            mask = 1;
            // this function increases the storage size of the flexible array member:
            if (++n == result->n) result = hugeint_scale(result, result->n + 1);
        
        for (i = bcdsize - 1; i > scanstart; --i)
        
            buf[i] >>= 1;
            if (buf[i-1] & 1) buf[i] |= 8;
        
        buf[scanstart] >>= 1;
        while (scanstart < bcdsize && !buf[scanstart]) ++scanstart;
        for (i = scanstart; i < bcdsize; ++i)
        
            if (buf[i] > 7) buf[i] -= 3;
        
    

    free(buf);
    return result;

【参考方案2】：

最好的办法是使用大数计算库。

最好的之一是GNU Multiple Precision Arithmetic Library

解决问题的有用函数示例::

Function: int mpz_set_str (mpz_t rop, const char *str, int base)

从 str 中设置 rop 的值，str 是 base 中以 null 结尾的 C 字符串 根据。字符串中允许有空格，但会被忽略。

基数可以在 2 到 62 之间变化，或者如果基数为 0，那么前导 使用字符：0x 和 0X 用于十六进制，0b 和 0B 用于二进制， 0 表示八进制，否则为十进制。

对于不超过 36 的基数，忽略大小写；大写和小写字母 具有相同的价值。对于基数 37 到 62，大写字母表示 通常的 10..35 而小写字母代表 36..61。

如果整个字符串是基数中的有效数字，则此函数返回 0 根据。否则返回 -1。

文档：https://gmplib.org/manual/Assigning-Integers.html#Assigning-Integers

【参考方案3】：

如果字符串包含小于std::numeric_limits<uint64_t>::max() 的数字，则std::stoull() 是最好的意见。

unsigned long long = std::stoull(s);

C++11 及更高版本。