C语言实现1024bit大数加法(1)

  本来利用一般的思想的是一个数组位存一位数, 需要初始化数组a[1024],但是可以利用更节省空间的方法。
C语言unsigned int 的范围是0-2^32-1,一个数组位就可以存32bit(1个int = 4Bytes = 4*8bit = 32 bit),
1024比特用初始化数组a[1024/32]=a[32]可以储存完。在本程序中,我用a[0]代表实际数组的长度,
因此1024比特位的大数需要用数组a[33]存储。

bitmap思想
C语言实现1024bit大数加法(1)_第1张图片
举一个例子 :其中0X代表16进制
a[33]={1, 0}代表数字为0的数
a[33]={1, 1}代表数字为1的数
a[33]={2,0xffffffff,1}所代表的数字大小是2^32的数
若要实现 a[33]={1, 0xffffffff}, b[33]={1, 0x1} 的加法 ,
二进制中32比特的加法如下图所示:
C语言实现1024bit大数加法(1)_第2张图片
需要向前进1,我们可以将a[2]赋值为1,故数组a,b相加可以得到数组c是c[34]={2,0x0,0x1}

数组初始化大小为0的程序是

/****************************************************************************************************
大数相加
调用方式Add(x,y,z)
返回值,z=x+y
*****************************************************************************************************/
void Add_Big(unsigned int x[], unsigned int y[], unsigned int *z)
{
	int i;
	unsigned int t[34];
	unsigned int carry = 0;
	unsigned long long sum = 0;
	Init(t);
	Mov_Big(x, t);

	if (t[0] < y[0])
	{
		t[0] = y[0];
	}
	for (i = 1; i <= t[0]; i++)
	{
		sum = y[i];
		sum = sum + t[i] + carry;
		t[i] = (unsigned long)sum;
		carry = (unsigned int)(sum >> 32);
	}
	if (carry != 0)
	{
		t[t[0] + 1] = carry;
		t[0] = t[0] + 1;
	}

	Mov_Big(t, z);

}

c语言实现1024bit大数加法的完整程序如下,使用devc++进行编译

#include
#define MAX 32



/***************************************************************************************************
初始化大数对象,且数组第一位是数组的实际长度
****************************************************************************************************/
void Init(unsigned int *x)
{
	int i;
	for (i = 1; i < MAX; i++)
		x[i] = 0;
	x[0] = 1;

}
/***************************************************************************************************
大数比较
调用方式Cmp(x, y)
返回值,若xy返回1; 若x = y返回0
*****************************************************************************************************/
int Cmp(unsigned int x[], unsigned int y[])
{
	int i;
	if (x[0] > y[0])
		return 1;
	if (x[0] < y[0])
		return -1;
	for (i = MAX - 1; i >= 1; i--)
	{
		if (x[i] < y[i])
			return -1;
		if (x[i] > y[i])
			return 1;
	}
	return 0;
}

/****************************************************************************************************
大数赋值
调用方式Mov(x,y)
返回值:y被赋值为x;
*****************************************************************************************************/
void Mov_Big(unsigned int x[], unsigned int *y)
{
	int i;
	for (i = 0; i <= x[0]; i++)
	{
		y[i] = x[i];
	}
	if (x[0] < MAX)
		for (i = x[0] + 1; i < MAX; i++)
		{
			y[i] = 0;
		}
}

void Mov_Long(unsigned long long x, unsigned int *y)
{
	int i;
	if (x > 0xffffffff)
	{
		y[0] = 2;
		y[1] = (unsigned int)x;
		y[2] = (unsigned int)(x >> 32);
	}
	else
	{
		y[0] = 1;
		y[1] = (unsigned int)x;
	}
	for (i = y[0] + 1; i < MAX; i++)
		y[i] = 0;
}
/****************************************************************************************************
大数相加
调用方式Add(x,y,z)
返回值,z=x+y
*****************************************************************************************************/
void Add_Big(unsigned int x[], unsigned int y[], unsigned int *z)
{
	int i;
	unsigned int t[34];
	unsigned int carry = 0;
	unsigned long long sum = 0;
	Init(t);
	Mov_Big(x, t);

	if (t[0] < y[0])
	{
		t[0] = y[0];
	}
	for (i = 1; i <= t[0]; i++)
	{
		sum = y[i];
		sum = sum + t[i] + carry;
		t[i] = (unsigned long)sum;
		carry = (unsigned int)(sum >> 32);
	}
	if (carry != 0)
	{
		t[t[0] + 1] = carry;
		t[0] = t[0] + 1;
	}

	Mov_Big(t, z);

}

void Add_Long(unsigned int x[], unsigned long long y, unsigned int *z)
{
	unsigned int t[34];
	unsigned long long sum = 0;
	Init(t);
	Mov_Big(x, t);

	sum = t[1];
	sum = sum + y;
	t[1] = (unsigned int)sum;
	if (sum > 0xffffffff)
	{
		int i = 2;
		while (t[i] == 0xffffffff)
		{
			t[i] = 0;
			i++;
		}
		t[i]++;
		if (t[0] == i)
			t[0]++;
	}
	Mov_Big(t, z);
}



int main() 
{
	unsigned int a[33]={8, 0x7C66DDDD, 0xE8C4E481, 0x09DC3280, 0xE1E40869, 0x487D01D6, 0xF5ED0704, 0x62BF718F, 0x93DE051D };
	unsigned int b[33]={8, 0x0A3EA616, 0x0C464CD7, 0xFA602435, 0x1C1C00CB, 0x5C395BBC, 0x63106512, 0x4F21E607, 0x21FE8DDA};
	unsigned int c[34];
	Add_Big(a,b,c);
	int i;
	printf("a=   ");
	 printf("\n ");
	for(i=a[0];i>=1;i--)
    printf("%llx",a[i]);
    printf("\n ");
    printf("\n ");
    
    printf("b=   ");
    printf("\n ");
    for(i=b[0];i>=1;i--)
    printf("%llx",b[i]);
    printf("\n ");
    printf("\n ");
    
    printf("a+b=  ");
    printf("\n ");
	for(i=c[0];i>=1;i--)
    printf("%llx",c[i]);
    return 0;
	
}

大数运算c语言运算结果
C语言实现1024bit大数加法(1)_第3张图片

你可能感兴趣的:(C语言实现1024bit大数加法(1))