c++大整数

Posted 2022-03-07 lqerio

这里不是必须用c++的话不推荐用c++大整数，py和java的支持要好得多。

大整数类  （非负）

#include <iostream>

#include <vector>

#include <string>

using namespace std;

struct BigInteger

    static const int BASE=100000000;

    static const int WIDTH=8;

    vector<int> s;

 

    BigInteger（long long num=0）*this = 0//构造函数

    BigInteger operator =（long long num）

s.clear();

do

s.push_back(num%BASE);

num/=BASE;

while(num>0);

return *this;

BigInteger operator = (const string& str)

s.clear();

        int x,len=(str.length()-1)/WIDTH+1;

        for(int i=0;i<len;i++)

            int end=s.length()-i*WIDTH;

            int start=max(0,end-WIDTH);

            sscanf(str.substr(start,end).c_str(),"%d",&x);

            s.push_back(x);

       

 

        return *this;

   

 

    BigInteger operator + (const BigInteger &b) const

        BigInteger c;

        c.s.clear();

        int i,g;

        int x;

        for(i=0,g=0;;i++)

            if(g==0&&i>=s.size()&&i>=b.s.size())//无进位，两个BigInteger实例均已遍历完成

                break;

            x=g;

            if(i<s.size())

                x+=s[i];

            if(i<b.s.size())

                x+=b.s[i];

            c.s.push_back(x%BASE);

            g=x/BASE;

       

        return c;

   

BigInteger operater+=(const BigInteger &b)

*this=*this+b;return *this;

    BigInteger operator - (const BigInteger& b) const

   

        BigInteger c;

        c.s.clear();

        int MAX=std::max(s.size(),b.s.size());

        for(int i=0,g=0;;i++)

       

            if(g==0&&i>=MAX)

                break;

            int x=g;

            if(i<s.size())

                x+=s[i];

            if(i<b.s.size())

                x-=b.s[i];

            if(i==MAX-1)

                c.s.push_back(x%BASE);

            else

                c.s.push_back(abs(x%BASE));

            g=x/BASE;

       

        return c;

   

    BigInteger operator -= (const BigInteger& b)

   

        *this=*this-b;

        return *this;

   

    BigInteger operator * (const BigInteger& b)

   

        std::stringstream ss;

        for(int i=s.size()-1;i>=0;i--)

            ss<<s[i];

        std::string operand1=ss.str();

        ss.str("");

        for(int i=b.s.size()-1;i>=0;i--)

            ss<<b.s[i];

        std::string operand2=ss.str();

        std::vector<int> c,d,temp;

        for(int i=operand1.length()-1;i>=0;i--)

            c.push_back(operand1[i]-‘0‘);

        for(int i=operand2.length()-1;i>=0;i--)

            d.push_back(operand2[i]-‘0‘);

        int MAX=std::max(c.size(),d.size());

        for(int i=0;i<MAX*2+1;i++)

            temp.push_back(0);

        for(int i=0;i<c.size();i++)

            for(int j=0;j<d.size();j++)

                temp[i+j]+=c[i]*d[j];

        for(int i=0;i<2*MAX+1;i++)

            if(temp[i]>9)

           

                temp[i+1]+=temp[i]/10;

                temp[i]%=10;

           

        int m=2*MAX;

        while(temp[m]==0)

            m--;

        BigInteger another;

        another.s.clear();

        int len=(m-1)/WIDTH+1;

        for(int i=0;i<len;i++)

            another.s.push_back(0);

        for(int i=0;i<len;i++)

       

            int x=1;

            int k=0;

            int end=std::min(m+1,(i+1)*WIDTH);

            int start=i*WIDTH;

            for(int j=start;j<end;j++)

           

                k+=x*temp[j];

                x*=10;

           

            another.s[i]=k;

       

        return another;

   

    BigInteger operator *= (const BigInteger& b)

   

        *this=*this*b;

        return *this;

   

    //自己写的除法，可以实现像int型一样的效果

    BigInteger operator / (const BigInteger& b)

   

        std::string operand1,operand2,result;

        std::stringstream ss;

        for(int i=s.size()-1;i>=0;i--)

            ss<<s[i];

        operand1=ss.str();

        ss.str("");

        for(int i=b.s.size()-1;i>=0;i--)

            ss<<b.s[i];

        operand2=ss.str();

        int len1,len2;

        len1=operand1.length();

        len2=operand2.length();

        if(len1<len2)  //若操作数1小于操作数2，返回0

            return 0;

        if(*this==b)    //若两数相等，返回1，这里用到下面的“==”重载运算符

            return 1;

        std::vector<int> c,d;

        for(int i=0;i<len1;i++)

       

            c.push_back(operand1[i]-‘0‘);

            if(i<len2)

                d.push_back(operand2[i]-‘0‘);

            else

                d.push_back(0);

       

        int time=len1-len2;

        int len=len1;

        int k,l=0;

        for(int i=0;i<=time;i++)

       

            int ok=1;

            k=0;

            do

                if(c[l]==0)

               

                    l++;

                    ok=0;

                    len1--;

               

                if(len==len1)

               

                    int j=0;

                    while(j<len2)

                   

                        if(c[i+j]>d[j])    //第一次大就表示operand1 > operand2

                       

                            ok=1;

                            break;

                       

                        else if(c[i+j]<d[j])      //第一次小就表示operand1 < operand2

                       

                            ok=0;

                            break;

                       

                        j++;

                   

               

                if(ok)

               

                    for(int j=0;j<len;j++)

                   

                        c[j+i]-=d[j];

                        if(c[j+i]<0)

                       

                            c[j+i-1]--;

                            c[j+i]+=10;

                       

                   

                    k++;

               

            while(ok);

            len--;

            result+=k+‘0‘;

       

        BigInteger temp;

        temp=result;

        return temp;

   

    BigInteger operator /= (const BigInteger& b)

   

        *this=*this/b;

        return *this;

   

    //以下的重载方法全都在上面的四则运算上编写，不再介绍

    BigInteger operator % (const BigInteger& b)

   

        BigInteger c;

        c=*this-(*this/b)*b;

        return c;

   

    BigInteger operator %= (const BigInteger& b)

   

        *this=*this%b;

        return *this;

   

    bool operator < (const BigInteger& b) const

   

        if(s.size()!=b.s.size())

            return s.size()<b.s.size();

        for(int i=s.size()-1;i>=0;i--)

            if(s[i]!=b.s[i])

                return  s[i]<b.s[i];

        return false;//相等

   

    bool operator > (const BigInteger& b) const

   

        return b<*this;

   

    bool operator <= (const BigInteger& b) const

   

        return !(b<*this);

   

    bool operator >= (const BigInteger& b) const

   

        return !(*this<b);

   

    bool operator != (const BigInteger& b) const

   

        return *this<b||*this>b;

   

    bool operator == (const BigInteger& b) const

   

        return !(*this<b)&&!(*this>b);

   

    friend std::ostream& operator << (std::ostream& out,const BigInteger& x)

   

        out<<x.s.back();

        for(int i=x.s.size()-2;i>=0;i--)

       

            char buf[20];

            sprintf(buf,"%08d",x.s[i]);

            for(int j=0;j<strlen(buf);j++)

                out<<buf[j];

       

        return out;

   

    friend std::istream& operator >> (std::istream& in,BigInteger& x)

   

        std::string s;

        if(!(in>>s))

            return in;

        x=s;

        return in;

   

;

istream& operator >> (istream &in, BigInteger &x)

    string s;

    if(!(in>>x)) return in;

    x=s;

    return in;

ostream& operator << (ostream &out,const BigInteger &x)

out << x.s.back();//最高位不足8位的预防处理

    int i;

    for(i=x.s.size()-2;i>=0;i--)

char buf[20];

        sprintf(buf,"%08d",x.s[i]);//不足8位补0

for(int j=0;j<strlen(buf);j++)

        out<<buf[j];

   

    return out;

说明：    static const int BASE=100000000;这个常数不属于 BigInteger类型的结构体变量，而属于 BigInteger这个类型，称为静态成员变量。在 BigInteger的成员函数内可以直接使用，但是在其他地方，用 BigInteger::BASE