7、大数,高精度计算---大数除法

大数是算法语言中的数据类型无法表示的数,其位数超过最大数据类型所能表示的范围,所以,在处理大数问题时首先要考虑的是怎样存储大数,然后是在这种存储方式下其处理的实现方法。

一般情况下大数的存储是采用字符数组来存储,即将大数当作一个字符串来存储,而对其处理是按其处理规则在数组中模拟实现。

 四 大数除法。

 

大数除法,应该算是四则运算里面最难的一种了。不同于一般的模拟,除法操作步数模仿手工除法,而是利用减法操作实现的。

其基本思想是反复做除法,看从被除数里面最多能减去多少个除数,商就是多少。

逐个减显然太慢,要判断一次最多能减少多少个整的10的n次方。

以7546除23为例。

先减去23的100倍,就是2300,可以减3次,余下646。   此时商就是300;

然后646减去23的10倍,就是230,可以减2次,余下186。此时商就是320;

然后186减去23,可以减8次,此时商就是328.

 

根据这个思想,不难写出下面的代码。

还是那句话,可能算法效率不是很高。但是常规解题思路一般就是这样了。

如果以后有能力,有时间了。  我会试着去优化。

 

ps:大数系列学习资源来自 一书和一些大牛的博客。

 

[cpp]  view plain copy
  1. #include  
  2. #include  
  3. #include  
  4. #define MaxLen 200  
  5. //函数SubStract功能:  
  6. //用长度为len1的大整数p1减去长度为len2的大整数p2  
  7. // 结果存在p1中,返回值代表结果的长度  
  8. //不够减 返回-1 正好够 返回0  
  9. int SubStract( int *p1, int *p2, int len1, int len2 )  
  10. {  
  11.     int i;  
  12.     if( len1 < len2 )  
  13.         return -1;  
  14.     if( len1 == len2 )  
  15.     {                        //判断p1 > p2  
  16.         for( i=len1-1; i>=0; i-- )  
  17.         {  
  18.             if( p1[i] > p2[i] )   //若大,则满足条件,可做减法  
  19.                 break;  
  20.             else if( p1[i] < p2[i] ) //否则返回-1  
  21.                 return -1;  
  22.         }  
  23.     }  
  24.     for( i=0; i<=len1-1; i++ )  //从低位开始做减法  
  25.     {  
  26.         p1[i] -= p2[i];  
  27.         if( p1[i] < 0 )          //若p1<0,则需要借位  
  28.         {  
  29.             p1[i] += 10;         //借1当10  
  30.             p1[i+1]--;           //高位减1  
  31.         }  
  32.     }  
  33.     for( i=len1-1; i>=0; i-- )       //查找结果的最高位  
  34.         if( p1[i] )                  //最高位第一个不为0  
  35.             return (i+1);       //得到位数并返回  
  36.     return 0;                  //两数相等的时候返回0  
  37. }  
  38. int main()  
  39. {  
  40.     int n, k, i, j;             //n:测试数据组数  
  41.     int len1, len2;             //大数位数  
  42.     int nTimes;                 //两大数相差位数  
  43.     int nTemp;                  //Subtract函数返回值  
  44.     int num_a[MaxLen];          //被除数  
  45.     int num_b[MaxLen];          //除数  
  46.     int num_c[MaxLen];          //商  
  47.     char str1[MaxLen + 1];      //读入的第一个大数  
  48.     char str2[MaxLen + 1];      //读入的第二个大数  
  49.   
  50.     scanf("%d",&n);  
  51.     while ( n-->0 )  
  52.     {  
  53.         scanf("%s", str1);        //以字符串形式读入大数  
  54.         scanf("%s", str2);  
  55.   
  56.         for ( i=0; i//初始化清零操作  
  57.         {  
  58.             num_a[i] = 0;  
  59.             num_b[i] = 0;  
  60.             num_c[i] = 0;  
  61.         }  
  62.   
  63.         len1 = strlen(str1);  //获得大数的位数  
  64.         len2 = strlen(str2);  
  65.   
  66.         for( j=0, i=len1-1; i>=0; j++, i-- )  
  67.             num_a[j] = str1[i] - '0';  //将字符串转换成对应的整数,颠倒存储  
  68.         for( j=0, i=len2-1; i>=0; j++, i-- )  
  69.             num_b[j] = str2[i] - '0';  
  70.   
  71.         if( len1 < len2 )   //如果被除数小于除数,结果为0  
  72.         {  
  73.             printf("0\n");  
  74.             continue;   //利用continue直接跳出本次循环。 进入下一组测试  
  75.         }  
  76.         nTimes = len1 - len2;    //相差位数  
  77.         for ( i=len1-1; i>=0; i-- )    //将除数扩大,使得除数和被除数位数相等  
  78.         {  
  79.             if ( i>=nTimes )  
  80.                 num_b[i] = num_b[i-nTimes];  
  81.             else                     //低位置0  
  82.                 num_b[i] = 0;  
  83.         }  
  84.         len2 = len1;  
  85.         for( j=0; j<=nTimes; j++ )      //重复调用,同时记录减成功的次数,即为商  
  86.         {  
  87.             while((nTemp = SubStract(num_a,num_b + j,len1,len2 - j)) >= 0)  
  88.             {  
  89.                 len1 = nTemp;      //结果长度  
  90.                 num_c[nTimes-j]++;//每成功减一次,将商的相应位加1  
  91.             }  
  92.         }  
  93.   
  94.         //输出结果  
  95.         for( i=MaxLen-1; num_c[i]==0 && i>=0; i-- );//跳过高位0  
  96.         if( i>=0 )  
  97.             for( ; i>=0; i-- )  
  98.                 printf("%d", num_c[i]);  
  99.         else  
  100.             printf("0");  
  101.         printf("\n");  
  102.     }  
  103.     return 0;  
  104. }  

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