算法题：两个大数相加（java）

题目：
大数相加不能直接使用基本的int类型，因为int可以表示的整数有限，不能满足大数的要求。输入的两个大数可能正可能负

分析：
首先需要判断两个大数的正负号，使用字符串来模拟小学数学中的两个数的加减法。

代码：

/**
 * 两个大数相加，输入的两个大数的正负号不确定
 */
public class Solution {

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "8541269855";
        String str2 = "-6985326589745555";

        //返回的结果
        String res = null;

        //如果两个大数都是负数
        if(str1.charAt(0) == '-' && str2.charAt(0) == '-'){
            str1 = str1.substring(1);
            str2 = str2.substring(1);
            res = bigNumberAdd(str1, str2);
            res = "-" + res;
        }
        //如果两个大数中，一个负数，一个正数
        else if(str1.charAt(0) == '-' || str2.charAt(0) == '-'){
            if(str1.charAt(0) == '-'){
                str1 = str1.substring(1);
                if(compare(str1, str2) == 1){
                    res = "-" + bigNumberSub(str1, str2);
                }
                else if(compare(str1, str2) == -1){
                    res = bigNumberSub(str2, str1);
                }
                else{
                    res = "0";
                }
            }
            else{
                str2 = str2.substring(1);
                if(compare(str1, str2) == 1){
                    res = bigNumberSub(str1, str2);
                }
                else if(compare(str1, str2) == -1){
                    res = "-" + bigNumberSub(str2, str1);
                }
                else{
                    res = "0";
                }
            }
        }
        //两个大数都是正数
        else{
            res = bigNumberAdd(str1, str2);
        }
        System.out.println(res);
    }

    /**
     * 两个大数相减
     * 假设str1-str2，并且str1大于str2
     */
    public static String bigNumberSub(String str1, String str2) {
        char[] arr1 = new StringBuilder(str1).reverse().toString()
                .toCharArray();
        char[] arr2 = new StringBuilder(str2).reverse().toString()
                .toCharArray();

        int len1 = arr1.length;
        int len2 = arr2.length;
        int len = len1 > len2 ? len1 : len2;
        int[] arr = new int[len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            int ch1 = i < len1 ? (arr1[i]-'0') : 0;
            int ch2 = i < len2 ? (arr2[i]-'0') : 0;
            arr[i] = ch1 - ch2;
        }

        for (int i = 0; i < len; i++) {
            if (arr[i] < 0) {
                arr[i + 1] -= 1;
                arr[i] += 10;
            }
        }

        StringBuilder result = new StringBuilder();
        boolean flag = false;
        for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
            if (arr[i] == 0 && flag == false) {
                continue;
            } else {
                flag = true;
            }
            result.append(arr[i]);
        }
        return result.toString();
    }

    /**
     * 两个大数都是正数，相加
     */
    public static String bigNumberAdd(String str1, String str2) {
        int len1 = str1.length();
        int len2 = str2.length();
        char[] arr1 = new StringBuilder(str1).reverse().toString()
                .toCharArray();
        char[] arr2 = new StringBuilder(str2).reverse().toString()
                .toCharArray();

        int len = len1 > len2 ? len1 : len2;
        int[] arr = new int[len + 1];
        for (int i = 0; i < len + 1; i++) {
            int num1 = i < len1 ? (arr1[i]-'0') : 0;
            int num2 = i < len2 ? (arr2[i]-'0') : 0;
            arr[i] = num1 + num2;
        }

        for (int i = 0; i < len + 1; i++) {
            if(arr[i] > 10){
                arr[i+1] += arr[i] / 10;
                arr[i] = arr[i] % 10;
            }
        }

        StringBuilder result = new StringBuilder();
        boolean flag = true;
        for(int i=len;i>=0;i--){
            if(arr[i] == 0 && flag){
                continue;
            }else{
                flag = false;
            }
            result.append(arr[i]);
        }
        return result.toString();
    }

    /**
     * 比较两个大数，是否第一个大数大于第二个大数
     * @return 1表示str1大于str2; -1表示str1小于str2; 0表示str1与str2相等 
     */
    public static int compare(String str1, String str2) {
        int len1 = str1.length();
        int len2 = str2.length();
        if (len1 > len2) {
            return 1;
        } else if (len1 < len2) {
            return -1;
        }

        int index = 0;
        while (true) {
            if (str1.charAt(index) > str2.charAt(index)) {
                return 1;
            } else if (str1.charAt(index) < str2.charAt(index)) {
                return -1;
            } else {
                if (index == len1 - 1) {
                    return 0;
                }
                index++;
            }
        }
    }
}