[LeetCode43] Multiply Strings

本文详细阐述了如何通过字符串表示的数字进行乘法运算,并提供了C++和Java两种语言的实现代码,包括从末尾开始逐位相乘、考虑进位、以及最终将结果转换回字符串的过程。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

Given two numbers represented as strings, return multiplication of the numbers as a string.

Note: The numbers can be arbitrarily large and are non-negative.

Analysis:

Straight forward idea. Just like the way we multiply numbers. Don't forget considering the carry and be careful. e.g.

  123*456,
what we usually do is:
      123
*    456
-----------
      738
    615
+492
-----------
  56088
thus, 123*456 = 56088.
In the same way, the algorithm is:

from end to start position, use a new array to store temproary digit.
A*B
(1)For each element B[i]
    Compute tmp = B[i]*A
    Add tmp to the previous result, note the start position. res = res"+"tmp
(2)Return result.

To be specific,
(1) char2int,     int(char-'0');
(2) int2char,     char(int+'0')
(3) Don't forget the carry in each add or multiply operation.
(4) Don't forget the carry after last operation. e.g.  82+33 = 115.
(5) Be careful with the string order and the number order.

c++

string multiply(string num1, string num2) {
       if(num1.size() ==0 || num2.size() == 0) return "0";
        string res(num1.size()+num2.size(),'0');
        std::reverse(num1.begin(),num1.end());
        std::reverse(num2.begin(),num2.end());
    for(int i=0;i<num1.size();i++){
        int digit1 = num1[i]-'0';
        int carry = 0;
        for(int j=0;j<num2.size();j++){
            int digit2 = num2[j]-'0';
            int exist = res[i+j]-'0';
            res[i+j] = (digit1*digit2+carry+exist)%10 + '0';
            carry = (digit1*digit2+carry+exist)/10;
        }
        if(carry>0){
            res[i+num2.size()] = carry +'0';
        }
    }
    std::reverse(res.begin(),res.end());
    int start = 0;
    while(res[start]=='0' && start<res.size()){
        start++;
    }
    if(start == res.size()) {return "0";}
    return res.substr(start,res.size()-start);
}


Java

public String multiply(String num1, String num2) {
        int len1 = num1.length();
		int len2 = num2.length();
        if(len1 == 0 || len2==0) return "0";
        int result[] = new int[len1+len2];
        for(int i=0;i<len1;i++){
        	int carry = 0;
        	int digit1 = num1.charAt(len1-1-i)-'0';
        	for(int j=0;j<len2;j++){
        		int digit2 = num2.charAt(len2-1-j)-'0';
        		result[i+j] += digit1*digit2+carry;
        		carry = result[i+j]/10;
        		result[i+j] %=10;
        	}
        	result[i+len2]+=carry;
        }
        
        int i = len1+len2-1;
        while(i>0 && result[i]==0) i--;
        StringBuilder temp = new StringBuilder("");
        while(i>=0)
        	temp.append((char)(result[i--]+'0'));
        return temp.toString();
    }


### LeetCode Problem 43 的 C++ 实现 LeetCode43 题名为 **Multiply Strings**,其目标是给定两个由非负整数组成的字符串 `num1` 和 `num2`,返回这两个数相乘的结果。需要注意的是,输入和输出都应该是字符串形式。 以下是该问题的一种高效实现方式: #### 解决方案描述 为了完成此任务,可以采用模拟手动计算的方法来处理大数乘法。具体来说,通过逐位相乘并记录每一位的结果,最终将这些结果组合起来形成完整的乘积[^5]。 下面是具体的 C++ 实现代码: ```cpp class Solution { public: string multiply(string num1, string num2) { if (num1 == "0" || num2 == "0") return "0"; // 特殊情况处理 int n = num1.size(), m = num2.size(); vector<int> res(n + m, 0); // 反向遍历两串数字进行逐位相乘 for (int i = n - 1; i >= 0; --i) { for (int j = m - 1; j >= 0; --j) { int mul = (num1[i] - '0') * (num2[j] - '0'); int sum = mul + res[i + j + 1]; res[i + j + 1] = sum % 10; res[i + j] += sum / 10; } } // 将结果转换为字符串 string result; for (auto digit : res) { if (!(result.empty() && digit == 0)) { // 去掉前导零 result.push_back(digit + '0'); } } return result.empty() ? "0" : result; } }; ``` #### 复杂度分析 - 时间复杂度:O(m × n),其中 \(m\) 是 `num1` 的长度,\(n\) 是 `num2` 的长度。这是因为我们需要对每一对字符执行一次乘法操作。 - 空间复杂度:O(m + n),用于存储中间结果以及最后的乘积[^5]。 --- ###
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