大型整数运算：加法, 减法, 乘法

FROM：http://blog.csdn.net/hairetz/article/details/6310477

用int数模模拟整数的每一个位，大于10的要进位，负数要借位。

#include <stdio.h>
#include <string.h>  

#define MAX_DIGIT 500  
  
//大数运算：加法  
int Multiply(int *a,int *b,int *&result);  
//大数运算：乘法  
int Add(int *a,int *b,int *&result);  
//大数运算：减法  
int Sub(int *a,int *b,int *&result);  
  
//逐位调整大数，如result为11 9 22 -3 -2调整为:1 0 3 9 -3,然后再对符号提升到最高位: 9 9 6 0 2... ... -1  
//表示大数的值为-20699  
void AjustEncodeArray(int *&result,unsigned int iMaxNum);  
  
//输出大数  
void PrintBigNum(int *result);  
  
//把个位在高位的字符数组转为个位在低位(下标0)的整型数组  
void CArray2revDigitArray(char *cArray,int *DigitArray,unsigned int iNum);  
  
//大数运算：加法  
int Add(int *a,int *b,int *&result)  
{  
    if(a==NULL || b==NULL || result==NULL)  
    {  
        printf("multiply:input error\n");  
        return -1;  
    }  
    int i=0,j=0;  
    //初始化result数组  
    for(i=0;i<MAX_DIGIT*2;++i)  
    {  
        result[i]=0;  
    }  
    for(i=0;i<MAX_DIGIT;++i)  
    {  
        result[i] += (a[i]+b[i]);  
    }  
    AjustEncodeArray(result,MAX_DIGIT*2);  
    return 0;  
}  
  
//大数运算：减法  
int Sub(int *a,int *b,int *&result)  
{  
    if(a==NULL || b==NULL || result==NULL)  
    {  
        printf("multiply:input error\n");  
        return -1;  
    }  
    int i=0,j=0;  
    //初始化result数组  
    for(i=0;i<MAX_DIGIT*2;++i)  
    {  
        result[i]=0;  
    }  
    for(i=0;i<MAX_DIGIT;++i)  
    {  
        result[i] += (a[i]-b[i]);             //result里可以为负数  
    }  
    AjustEncodeArray(result,MAX_DIGIT*2);  
    return 0;  
}  
  
//大数乘法  
int Multiply(int *a,int *b,int *&result)  
{  
    if(a==NULL || b==NULL || result==NULL)  
    {  
        printf("multiply:input error\n");  
        return -1;  
    }  
    int i=0,j=0;  
    //初始化result数组  
    for(i=0;i<MAX_DIGIT*2;++i)  
    {  
        result[i]=0;  
    }  
    //a[0]为个位起算,结果的偏移位为i+j,  
    //如个位*十位，则运算结果的偏移为0+1即1  
    //例子:a[0]为9，b[1]为7，则result[1]加63  
    for(i=0;i<MAX_DIGIT;++i)  
    {  
        for(j=0;j<MAX_DIGIT;++j)  
        {  
            result[i+j] += a[i]*b[j];  
        }  
    }  
    AjustEncodeArray(result,MAX_DIGIT*2);  
    return 0;  
}  
  
  
//逐位调整大数，如result为11 9 22 -3 -2调整为:1 0 3 9 -3,然后再对符号提升到最高位: 9 9 6 0 2... ... -1  
//表示大数的值为-20699  
void AjustEncodeArray(int *&result,unsigned int iMaxNum)  
{  
    int i = 0;  
    unsigned int iNumFlag = 0;  
    unsigned int iWeight = 0;            //有效最高位的权值  
    //遍历找出有效数据的最高位的下标(正负都有可能)  
    for(i=iMaxNum-1;i>=0;--i)  
    {  
         if(result[i]!=0)  
        {  
            iNumFlag=i;  
            break;  
        }  
    }  
    //从低位开始往上调整，规则：大于10的正数要进位，负数要借位  
    for(i=0;i<iNumFlag;++i)  
    {  
        //进位  
        if(result[i]>0)  
        {  
            result[i+1] += result[i]/10;        //十位以上都要进位  
            result[i] = result[i]%10;           //调整进位后的当前位  
        }  
        else if(result[i]<0)  
        {  
            result[i+1] -= 1;        //忽略高位是否可借位，强行借位  
            result[i] = 10+result[i];  
        }  
    }  
    //若有效最高位为负数，需要对负号进行提升,就是对高位与余下低位进行一次减法  
    if(result[iNumFlag]<0)  
    {  
        iWeight = -result[iNumFlag];  
        int iMinuend[2*MAX_DIGIT]={0};  
        iMinuend[iNumFlag] = iWeight;          //被减数  
        result[iNumFlag] = 0;               //构造减数  
        for(i=0;i<iNumFlag+1;++i)  
        {  
            result[i] = (iMinuend[i]-result[i]);  
        }  
        //调整借位  
        for(i=0;i<iNumFlag;++i)  
        {  
            if(result[i]<0)  
            {  
                result[i+1] -= 1;  
                result[i] = 10+result[i];  
            }  
        }  
        result[iMaxNum-1] = -1;  
    }  
}  
  
void PrintBigNum(int *result)  
{  
    int index = MAX_DIGIT*2-1;  
    bool bNegative = false;  
    //从最高位找到第一个不为负的位，从此位开始为有效值  
    while(result[index]<=0)  
    {  
        if(result[index]<0)  
        {  
            bNegative = true;  
        }  
        index--;  
    }  
    if(bNegative)  
    {  
        printf("-");  
    }  
    for(int i=index;i>=0;--i)  
    {  
        printf("%d",result[i]);  
    }  
    printf("\n");  
}  
  
void CArray2revDigitArray(char *cArray,int *DigitArray,unsigned int iNum)  
{  
    int i = 0;  
    unsigned int iLen = strlen(cArray);  
    //初始化DigitArray  
    for(i=0; i<iNum; ++i)  
    {  
        DigitArray[i] = 0;  
    }  
    for(i=0; i<iLen; ++i)  
    {  
        DigitArray[iLen-1-i] = cArray[i]-'0';  
    }  
}  
  
int main()  
{  
    int a[MAX_DIGIT],b[MAX_DIGIT],resultArray[2*MAX_DIGIT];  
    char cArray1[MAX_DIGIT],cArray2[MAX_DIGIT];  
    int ret = 0;  
    int *result = (int *)resultArray;  
    printf("Input multiplier:\n");  
    scanf("%s",cArray1);  
    printf("Input multiplicand:\n");  
    scanf("%s",cArray2);  
    CArray2revDigitArray(cArray1,a,MAX_DIGIT);  
    CArray2revDigitArray(cArray2,b,MAX_DIGIT);  
    ret=Multiply(a,b,result);  
    if(ret!=0)  
    {  
        printf("Multiply error,ret:%d\n",ret);  
        return -1;  
    }  
    PrintBigNum(result);  
  
    ret=Add(a,b,result);  
    if(ret!=0)  
    {  
        printf("Multiply error,ret:%d\n",ret);  
        return -1;  
    }  
    PrintBigNum(result);  
  
    ret=Sub(a,b,result);  
    if(ret!=0)  
    {  
        printf("Multiply error,ret:%d\n",ret);  
        return -1;  
    }  
    PrintBigNum(result);  
    return 0;  
}