C语言高精度运算函数库

C语言高精度运算函数库

 

  1 #include  < stdio.h >
  2 #include  < stdlib.h >
  3 #define  MAX 200
  4
  5 typedef  struct
  6 {
  7    int len;
  8    int s[MAX+1];
  9}  hp;
 10
 11 void  input(hp  * a,  int  x)  // 读入数字
 12 {
 13    int i;
 14     
 15    a->len = 0;
 16    
 17    while (x > 0)
 18    {
 19        a->s[1 + a->len++] = x % 10;
 20        x /= 10;
 21    }
 22         
 23    for (i = a->len + 1; i <= MAX; i++)
 24        a->s[i] = 0;
 25}
 26
 27 void  input1(hp  * a,  char   * str)  // 读入字符串
 28 {
 29    int i, len;
 30     
 31    a->len = 0;
 32    
 33    if (str == NULL)
 34        return;
 35    
 36    len = strlen(str);
 37     
 38    while (len > 0)
 39    {
 40        a->s[1 + a->len++] = *(str + len - 1) - '0';
 41        len--;
 42    }
 43         
 44    for (i = a->len + 1; i <= MAX; i++)
 45        a->s[i] = 0;
 46}
 47
 48 void  print(hp  * y)  // 打印数字
 49 {
 50    int i;
 51    for (i = y->len; i >= 1; i--)
 52        printf("%d", y->s[i]);
 53    printf("\n");
 54}
 55
 56 void  add(hp  * a, hp  * b, hp  * c)  // 高精度加法c = a + b
 57 {
 58    int i, len;
 59     
 60    for (i = 1; i <= MAX; i++) c->s[i] = 0;
 61     
 62    if (a->len > b->len) len = a->len;
 63    else len = b->len;
 64     
 65    for (i = 1; i <= len; i++)
 66    {
 67        c->s[i] += a->s[i] + b->s[i];
 68        if (c->s[i] >= 10)
 69        {
 70            c->s[i] -= 10;
 71            c->s[i+1]++;
 72        }
 73    }
 74     
 75    if (c->s[len+1] > 0) len++;
 76    c->len = len;
 77}
 78
 79 void  subtract(hp  * a, hp  * b, hp  * c)  // 高精度减法c = a - b
 80 {
 81    int i, len;
 82     
 83    for (i = 1; i <= MAX; i++) c->s[i] = 0;
 84     
 85    if (a->len > b->len) len = a->len;
 86    else len = b->len;
 87     
 88    for (i = 1; i <= len; i++)
 89    {
 90        c->s[i] += a->s[i] - b->s[i];
 91        if (c->s[i] < 0)
 92        {
 93            c->s[i] += 10;
 94            c->s[i+1]--;
 95        }
 96    }
 97     
 98    while (len > 1 && c->s[len] == 0) len--;
 99    c->len = len;
100}
101
102 int  compare(hp  * a, hp  * b)  // 高精度比较 
103 {
104    int len;
105     
106    if (a->len > b->len) len = a->len;
107    else len = b->len;
108     
109    while (len > 0 && a->s[len] == b->s[len]) len--;
110     
111    if (len == 0) return 0;
112    else return a->s[len] - b->s[len];
113}
114
115 void  multiply(hp  * a,  int  b, hp  * c)  // 高精度 * 单精度
116 {
117    int i, len;
118     
119    for (i = 1; i <= MAX; i++) c->s[i] = 0;
120    len = a->len;
121     
122    for (i = 1; i <= len; i++)
123    {
124        c->s[i] += a->s[i] * b;
125        c->s[i+1] += c->s[i] / 10;
126        c->s[i] %= 10;
127    }
128     
129    len++;
130    while (c->s[len] >= 10)
131    {
132        c->s[len+1] += c->s[len] / 10;
133        c->s[len] %= 10;
134        len++;
135    }
136     
137    while (len > 1 && c->s[len] == 0) len--;
138    c->len = len;
139}
140
141 void  multiplyh(hp  * a, hp  * b, hp  * c)  // 高精度 * 高精度
142 {
143    int i, j, len;
144     
145    for (i = 1; i <= MAX; i++) c->s[i] = 0;
146     
147    for (i = 1; i <= a->len; i++)
148    {
149        for (j = 1; j <= b->len; j++)
150        {
151            c->s[i+j-1] += a->s[i] * b->s[j];
152            c->s[i+j] += c->s[i+j-1] / 10;
153            c->s[i+j-1] %= 10;
154        }
155    }
156     
157    len = a->len + b->len + 1;
158    while (len > 1 && c->s[len] == 0) len--;
159    c->len = len;
160}
161
162 void  power(hp  * a,  int  b, hp  * c)  // 高精度乘方c = a ^ b
163 {
164    hp e;
165     
166    if (b == 0)
167    {
168        c->len = 1;
169        c->s[1] = 1;
170    }
171    else if (b == 1)
172    {
173        memcpy(c, a, sizeof(hp));
174    } 
175    else
176    {
177        power(a, b / 2, &e);
178        multiplyh(&e, &e, c);
179        
180        if (b % 2 == 1)
181        {
182            memcpy(&e, c, sizeof(hp));
183            multiplyh(&e, a, c);
184        }
185    }
186}
187
188 void  divide(hp  * a,  int  b, hp  * c,  int   * d)  // 高精度 / 单精度 {d为余数}
189 {
190    int i, len;
191     
192    for (i = 1; i <= MAX; i++) c->s[i] = 0;
193    len = a->len;
194    *d = 0;
195     
196    for (i = len; i >= 1; i--)
197    {
198        *d = *d * 10 + a->s[i];
199        c->s[i] = *d / b;
200        *d %= b;
201    }
202     
203    while (len > 1 && c->s[len] == 0) len--;
204    c->len = len;
205}
206
207 void  multiply10(hp  * a)  // 高精度 * 10
208 {
209    int i;
210    for (i = a->len; i >= 1; i--)
211        a->s[i+1] = a->s[i];
212         
213    a->s[1] = 0;
214    a->len++;
215    while (a->len > 1 && a->s[a->len] == 0) a->len--;
216}
217
218 void  divideh(hp  * a, hp  * b, hp  * c, hp  * d)  // 高精度 / 高精度{d为余数}
219 {
220    hp e;
221    int i, len;
222     
223    for (i = 1; i <= MAX; i++)
224    {
225        c->s[i] = 0;
226        d->s[i] = 0;
227    }
228     
229    len = a->len;
230    d->len = 1;
231     
232    for (i = len; i >= 1; i--)
233    {
234        multiply10(d);
235        d->s[1] = a->s[i];
236         
237        while (compare(d, b) >= 0)
238        {
239            subtract(d, b, &e);
240            *d = e;
241            c->s[i]++;
242        }
243    }
244     
245    while (len > 1 && c->s[len] == 0) len--;
246    c->len = len;
247}