[笔记]一道C语言面试题：大整数乘法

题目：输入两个数字字符串，如“1234567890”和“987654321”，返回二者相乘的结果字符串，如本例返回为“1219326311126352690”。

来源：某500强企业面试题目

思路：从尾部到头部，对两个字串的每个数字分别相乘，并放入结果字符串相应的位置。

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"



char *BigNumMultiply(const char *n1, const char *n2)

{

    // quit if n1 or n2 is invalid

    if (!n1 || !n2) {

        return NULL;

    }



    // get length

    int Len1 = strlen(n1);

    int Len2 = strlen(n2);

    int Len = Len1 + Len2;



    // allocate result buffer

    char *ret = (char *)malloc(Len + 1);

    if (!ret) {

        return NULL;

    }

    memset(ret, 0, Len + 1);



    // multiply

    for (int i = Len1 - 1; i >= 0; --i) {

        for (int j = Len2 - 1; j >= 0; --j) {

            int k = i + j + 1;

            // multiply digit by digit

            ret[k] += (n1[i] - '0') * (n2[j] - '0');

            

            // add to upper position

            if (ret[k] >= 10){

                ret[k - 1] += ret[k] / 10;

                ret[k] = ret[k] % 10;

            }

        }

    }



    // handle first 0

    int d = ret[0] == 0 ? 1 : 0;

    for (int i = 0; i < Len - d; ++i) {

        ret[i] = ret[i + d] + '0';

    }

    ret[Len - d] = '\0';



    return ret;

}



int main(int argc, char* argv[])

{

    char n1[] = "1234567890";

    char n2[] = "987654321";

    char *ret = BigNumMultiply(n1, n2);

    printf("%s * %s = %s\n", n1, n2, ret);

    free(ret);

    ret = NULL;



    getchar();

    return 0;

}

 

从工程化角度考虑，有几点需要注意：

1、输入的字符串是否有效？
    上面的代码只判断了是否为空，实际上还有可能输入的字符串并非有效的数字字符串，如“12gh34”，这种也需要返回NULL。

2、前导0的处理
    a位数与b位数相乘，结果长度可能为a+b，如9*99=891；也可能a+b-1是如 10*100=1000。
    在代码的最后部分，对a+b-1的类型进行了移位处理，压缩掉了前导的0。

 

从编程角度考虑，有几点需要注意：

1、字符串下标从小到大，是从高位到低位。如n=“123”，最高位n[0]=1，最低位n[2]=3。

2、字符ASCII码与字符的转换，如n[3]=5这是纯数字，而+'0'后有n[3]='5'这就是字符了。

3、数字交叉相乘的进位处理，通过 >=10来判断进位，此处注意不要写成>10；另外注意多次叠加，所以使用 +=

4、malloc()的返回值是(void *)，为了让编译器happy，需要强制转为(char *)，而且最后需要free来释放它申请的内存。

5、字符'0'和字符串“0”的区别