【大数问题】C++大数问题模板

#define MAXN 9999

#define MAXSIZE 10

#define DLEN 4

class BigNum

{

private:

    int a[1500];    //可以控制大数的位数 

    int len;       //大数长度

public:

    BigNum() { len = 1; memset(a, 0, sizeof(a)); }   //构造函数

    BigNum(const int);       //将一个int类型的变量转化为大数

    BigNum(const char*);     //将一个字符串类型的变量转化为大数

    BigNum(const BigNum &);  //拷贝构造函数

    BigNum &operator=(const BigNum &);   //重载赋值运算符,大数之间进行赋值运算

    friend istream& operator>>(istream&, BigNum&);   //重载输入运算符

    friend ostream& operator<<(ostream&, BigNum&);   //重载输出运算符

    BigNum operator+(const BigNum &) const;   //重载加法运算符,两个大数之间的相加运算 

    BigNum operator-(const BigNum &) const;   //重载减法运算符,两个大数之间的相减运算 

    BigNum operator*(const BigNum &) const;   //重载乘法运算符,两个大数之间的相乘运算 

    BigNum operator/(const int   &) const;    //重载除法运算符,大数对一个整数进行相除运算

    BigNum operator^(const int  &) const;    //大数的n次方运算

    int    operator%(const int  &) const;    //大数对一个int类型的变量进行取模运算    

    bool   operator>(const BigNum & T)const;   //大数和另一个大数的大小比较

    bool   operator>(const int & t)const;      //大数和一个int类型的变量的大小比较

    void print();       //输出大数

    void printline();    //输出大数并换行 

};

BigNum::BigNum(const int b)     //将一个int类型的变量转化为大数

{

    int c, d = b;

    len = 0;

    memset(a, 0, sizeof(a));

    while (d > MAXN)

    {

        c = d – (d / (MAXN + 1)) * (MAXN + 1);

        d = d / (MAXN + 1);

        a[len++] = c;

    }

    a[len++] = d;

}

BigNum::BigNum(const char*s)     //将一个字符串类型的变量转化为大数

{

    int t, k, index, l, i;

    memset(a, 0, sizeof(a));

    l = strlen(s);

    len = l / DLEN;

    if (l%DLEN)

        len++;

    index = 0;

    for (i = l – 1; i >= 0; i -= DLEN)

    {

        t = 0;

        k = i – DLEN + 1;

        if (k<0)

            k = 0;

        for (int j = k; j <= i; j++)

            t = t * 10 + s[j] – ‘0’;

        a[index++] = t;

    }

}

BigNum::BigNum(const BigNum & T) : len(T.len)  //拷贝构造函数

{

    int i;

    memset(a, 0, sizeof(a));

    for (i = 0; i < len; i++)

        a[i] = T.a[i];

}

BigNum & BigNum::operator=(const BigNum & n)   //重载赋值运算符,大数之间进行赋值运算

{

    int i;

    len = n.len;

    memset(a, 0, sizeof(a));

    for (i = 0; i < len; i++)

        a[i] = n.a[i];

    return *this;

}

istream& operator>>(istream & in, BigNum & b)   //重载输入运算符

{

    char ch[MAXSIZE * 4];

    int i = -1;

    in >> ch;

    int l = strlen(ch);

    int count = 0, sum = 0;

    for (i = l – 1; i >= 0;)

    {

        sum = 0;

        int t = 1;

        for (int j = 0; j<4 && i >= 0; j++, i–, t *= 10)

        {

            sum += (ch[i] – ‘0’)*t;

        }

        b.a[count] = sum;

        count++;

    }

    b.len = count++;

    return in;

}

ostream& operator<<(ostream& out, BigNum& b)   //重载输出运算符

{

    int i;

    cout << b.a[b.len – 1];

    for (i = b.len – 2; i >= 0; i–)

    {

        cout.width(DLEN);

        cout.fill(‘0’);

        cout << b.a[i];

    }

    return out;

}

BigNum BigNum::operator+(const BigNum & T) const   //两个大数之间的相加运算

{

    BigNum t(*this);

    int i, big;      //位数   

    big = T.len > len ? T.len : len;

    for (i = 0; i < big; i++)

    {

        t.a[i] += T.a[i];

        if (t.a[i] > MAXN)

        {

            t.a[i + 1]++;

            t.a[i] -= MAXN + 1;

        }

    }

    if (t.a[big] != 0)

        t.len = big + 1;

    else

        t.len = big;

    return t;

}

BigNum BigNum::operator-(const BigNum & T) const   //两个大数之间的相减运算 

{

    int i, j, big;

    bool flag;

    BigNum t1, t2;

    if (*this>T)

    {

        t1 = *this;

        t2 = T;

        flag = 0;

    }

    else

    {

        t1 = T;

        t2 = *this;

        flag = 1;

    }

    big = t1.len;

    for (i = 0; i < big; i++)

    {

        if (t1.a[i] < t2.a[i])

        {

            j = i + 1;

            while (t1.a[j] == 0)

                j++;

            t1.a[j–]–;

            while (j > i)

                t1.a[j–] += MAXN;

            t1.a[i] += MAXN + 1 – t2.a[i];

        }

        else

            t1.a[i] -= t2.a[i];

    }

    t1.len = big;

    while (t1.a[len – 1] == 0 && t1.len > 1)

    {

        t1.len–;

        big–;

    }

    if (flag)

        t1.a[big – 1] = 0 – t1.a[big – 1];

    return t1;

}

BigNum BigNum::operator*(const BigNum & T) const   //两个大数之间的相乘运算 

{

    BigNum ret;

    int i, j, up;

    int temp, temp1;

    for (i = 0; i < len; i++)

    {

        up = 0;

        for (j = 0; j < T.len; j++)

        {

            temp = a[i] * T.a[j] + ret.a[i + j] + up;

            if (temp > MAXN)

            {

                temp1 = temp – temp / (MAXN + 1) * (MAXN + 1);

                up = temp / (MAXN + 1);

                ret.a[i + j] = temp1;

            }

            else

            {

                up = 0;

                ret.a[i + j] = temp;

            }

        }

        if (up != 0)

            ret.a[i + j] = up;

    }

    ret.len = i + j;

    while (ret.a[ret.len – 1] == 0 && ret.len > 1)

        ret.len–;

    return ret;

}

BigNum BigNum::operator/(const int & b) const   //大数对一个整数进行相除运算

{

    BigNum ret;

    int i, down = 0;

    for (i = len – 1; i >= 0; i–)

    {

        ret.a[i] = (a[i] + down * (MAXN + 1)) / b;

        down = a[i] + down * (MAXN + 1) – ret.a[i] * b;

    }

    ret.len = len;

    while (ret.a[ret.len – 1] == 0 && ret.len > 1)

        ret.len–;

    return ret;

}

int BigNum::operator %(const int & b) const    //大数对一个int类型的变量进行取模运算    

{

    int i, d = 0;

    for (i = len – 1; i >= 0; i–)

    {

        d = ((d * (MAXN + 1)) % b + a[i]) % b;

    }

    return d;

}

BigNum BigNum::operator^(const int & n) const    //大数的n次方运算

{

    BigNum t, ret(1);

    int i;

    if (n<0)

        exit(-1);

    if (n == 0)

        return 1;

    if (n == 1)

        return *this;

    int m = n;

    while (m>1)

    {

        t = *this;

        for (i = 1; i << 1 <= m; i <<= 1)

        {

            t = t*t;

        }

        m -= i;

        ret = ret*t;

        if (m == 1)

            ret = ret*(*this);

    }

    return ret;

}

bool BigNum::operator>(const BigNum & T) const   //大数和另一个大数的大小比较

{

    int ln;

    if (len > T.len)

        return true;

    else if (len == T.len)

    {

        ln = len – 1;

        while (a[ln] == T.a[ln] && ln >= 0)

            ln–;

        if (ln >= 0 && a[ln] > T.a[ln])

            return true;

        else

            return false;

    }

    else

        return false;

}

bool BigNum::operator >(const int & t) const    //大数和一个int类型的变量的大小比较

{

    BigNum b(t);

    return *this>b;

}

void BigNum::print()    //输出大数

{

    int i;

    cout << a[len – 1];

    for (i = len – 2; i >= 0; i–)

    {

        cout.width(DLEN);

        cout.fill(‘0’);

        cout << a[i];

    }

}

void BigNum::printline() {

    print();

    puts(“”);

}

    原文作者:大整数乘法问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/weifenglin1997/article/details/76696517
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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