在C 中實現任意長度整數
當面臨處理超出典型long int 容量的數字的任務時,許多程式設計師訴諸現有的開源實作。然而,創建您自己的自訂 BigInt 類別的挑戰為我們提供了對數值運算的複雜性的寶貴見解。
方法
BigInt 實現的基本方法涉及表示數字作為字符串,將其分解為更小的數字(例如,單個數字),並將它們存儲在數組中。這使得可以直接實作比較運算子。挑戰在於實現更複雜的運算,例如加法和乘法。
加法
為了執行加法,我們模仿 CPU 使用的二元運算。 BigInt 值陣列的每個元素都會被添加,任何溢出都會被傳送到下一個元素。作為範例,請考慮 = 運算子實作:
BigInt& operator+=(const BigInt& operand) { BT count, carry = 0; for (count = 0; count < std::max(value_.size(), operand.value_.size()); count++) { BT op0 = count < value_.size() ? value_.at(count) : 0, op1 = count < operand.value_.size() ? operand.value_.at(count) : 0; BT digits_result = op0 + op1 + carry; if (digits_result - carry < std::max(op0, op1)) { BT carry_old = carry; carry = digits_result; digits_result = (op0 + op1 + carry) >> sizeof(BT) * 8; // NOTE [1] } else carry = 0; } return *this; }
乘法
可以使用重複加法來執行乘法。或者,可以採用像 Karatsuba 方法這樣的高效能演算法。
其他注意事項
BigInt 類別應該提供標準運算符,例如運算符
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