两个大整数相乘

本文介绍了一种不使用系统自带大整数类型实现两个大整数相乘的方法。通过字符串表示大整数,利用逐位相乘和进位原理,实现了大整数的乘法运算。
  • 有两个用字符串表示的非常大的大整数,算出他们的乘积,也是用字符串表示。不能用系统自带的大整数类型。
  • #include <stdio.h>
    #include <string.h>
      
    //反转字符串
    void revstr(char *a)
    {
        int i;
        char temp;
        int l=strlen(a);
        for(i=0;i<l/2;i++){
            temp=a[i];
            a[i]=a[l-i-1];
            a[l-i-1]=temp;
        }
    }
    
    int main(void)
    {
        char a[500],b[500];
        char c[10001];
        //输入两个字符串
        scanf("%s%s",a,b);
        //求得两个字符串的长度
        int la=strlen(a);
        int lb=strlen(b);
        //反转两个字符串
        revstr(a);
        revstr(b);
        int i,j,cp;
        //给字符数组c初始化
        for(i=0;i<la+lb+1;i++){
            c[i]=0;
        }
        for(j=0;j<lb;j++){
            cp=0;
            for(i=0;i<la;i++){
                //如果要插入的位置为0,那么正常填充
                if(c[i+j]==0){
                    c[i+j]=(a[i]-'0')*(b[j]-'0')+cp;
                }
                //如果要插入的位置不为0,那么需要相加之后再填充
                else{
                    c[i+j]=(a[i]-'0')*(b[j]-'0')+cp+c[i+j]-'0';
                }
                cp=0;
                //如果当前的位置>=10,那么需要进位
                if(c[i+j]>=10){
                    cp=(c[i+j])/10;
                    c[i+j]=c[i+j]%10;
                }
                //将这个位置的字符加'0'
                c[i+j]+='0';
            }
            //当所有的元素都相乘之后,如果进位cp不为0那么需要进位
            if(cp!=0){
                if(c[i+j]==0){
                    c[i+j]=cp+'0';
                }
                else{
                    c[i+j]+=cp;
                }
            }
        }
        revstr(c);
        printf("%s",c);
        return 0;
    }
    
  •  

使用C++利用分治算法实现两个大整数相乘,可以参考以下步骤: 1. **将大整数分割成两半**:将每个大整数分成前半部分和后半部分。 2. **递归相乘**:使用递归的方法分别计算四个部分的乘积。 3. **合并结果**:根据分治算法的公式合并四个部分的乘积,得到最终结果。 以下是具体的C++实现代码: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; // 将字符串转换为向量 vector<int> stringToVector(const string& num) { vector<int> result; for (char c : num) { result.push_back(c - '0'); } reverse(result.begin(), result.end()); return result; } // 将向量转换为字符串 string vectorToString(const vector<int>& num) { string result; for (int i = num.size() - 1; i >= 0; --i) { result += to_string(num[i]); } return result; } // 大整数相加 vector<int> add(const vector<int>& a, const vector<int>& b) { vector<int> result(max(a.size(), b.size()), 0); int carry = 0; for (size_t i = 0; i < result.size(); ++i) { int x = (i < a.size()) ? a[i] : 0; int y = (i < b.size()) ? b[i] : 0; result[i] = (x + y + carry) % 10; carry = (x + y + carry) / 10; } if (carry) result.push_back(carry); return result; } // 大整数相减 vector<int> subtract(const vector<int>& a, const vector<int>& b) { vector<int> result = a; for (size_t i = 0; i < b.size() || result[i] < 0; ++i) { if (result[i] < b[i]) { result[i] += 10; result[i + 1] -= 1; } result[i] -= b[i]; } while (result.size() > 1 && result.back() == 0) result.pop_back(); return result; } // 大整数乘以一个整数 vector<int> multiplyByInt(const vector<int>& a, int x) { vector<int> result(a.size(), 0); int carry = 0; for (size_t i = 0; i < a.size(); ++i) { int product = a[i] * x + carry; result[i] = product % 10; carry = product / 10; } if (carry) result.push_back(carry); return result; } // 大整数相乘(分治算法) vector<int> multiply(const vector<int>& a, const vector<int>& b) { if (a.size() == 0 || b.size() == 0) return {}; if (a.size() == 1) return multiplyByInt(b, a[0]); if (b.size() == 1) return multiplyByInt(a, b[0]); int n = max(a.size(), b.size()); int m = n / 2; vector<int> a1(a.begin(), a.begin() + m); vector<int> a0(a.begin() + m, a.end()); vector<int> b1(b.begin(), b.begin() + m); vector<int> b0(b.begin() + m, b.end()); vector<int> z0 = multiply(a0, b0); vector<int> z2 = multiply(a1, b1); vector<int> z1 = add(multiply(add(a0, a1), add(b0, b1)), subtract(subtract(z2, z0), z0)); for (int i = 0; i < 2 * m; ++i) z0.push_back(0); for (int i = 0; i < m; ++i) z1.push_back(0); return add(add(z0, z1), z2); } int main() { string num1, num2; cout << "请输入第一个大整数: "; cin >> num1; cout << "请输入第二个大整数: "; cin >> num2; vector<int> a = stringToVector(num1); vector<int> b = stringToVector(num2); vector<int> result = multiply(a, b); string product = vectorToString(result); cout << "乘积为: " << product << endl; return 0; } ```
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