<think>根据问题描述,我们需要用C语言实现一个程序,该程序根据输入的N位进制表(可以理解为自定义的进制规则,但题目中说的是“N位进制表”,结合引用[1]中的PAT题目,可能是指一种特殊的进制表示)来计算两个不超过N位的非负PAT数之和。
注意:引用[1]提到了PAT甲级1019题“General Palindromic Number”,该题是关于判断一个数在给定进制下是否为回文数。而本题要求计算两个PAT数之和,但题目中“PAT数”的具体定义并不明确。根据引用[1]的上下文,我们猜测“PAT数”可能是指一种在自定义进制下表示的数。但问题中提到了“N位进制表”,可能是指进制中每一位的符号表(类似于base64那种有自定义字符集的进制表示)。
然而,问题描述不够详细,我们需要做一些假设:
1. 输入格式:首先输入一个正整数N(进制基数,即进制表中字符的个数),然后输入N个字符作为进制表(例如,对于16进制,可能是输入16个字符:0123456789ABCDEF,但顺序可能自定义)。
2. 然后输入两个PAT数(字符串形式,每个字符都必须在进制表中出现),每个数的位数不超过N位(这里N应该是指进制表的大小,但题目说“不超过N位”,可能N是进制基数,但通常进制基数与位数没有直接关系。这里可能是指数字的位数不超过进制基数的值?或者不超过某个指定的位数?)。但问题描述中“不超过N位”的N应该是指进制基数,因为前面说“根据输入的N位进制表”,所以N是进制基数,而每个数的位数不超过N位?这不太合理,因为进制基数为N,那么位数可以任意长。因此,我们重新理解:题目中的“N位”可能是指进制基数为N(即每一位有N种可能),而两个数的位数不超过指定的最大位数(但题目没有说明最大位数是多少)。这里可能是指输入的字符串长度不超过N?但题目没有明确。
由于问题描述不够清晰,我们参考PAT1019题(General Palindromic Number)的类似处理方式:在1019题中,输入是十进制数和一个进制基数,将十进制数转换为该进制,并判断是否是回文。而本题是求和,且进制是自定义字符集。
我们重新梳理:程序应该如下工作:
1. 输入一个整数base(即进制基数,比如16进制,base=16),然后输入一个字符串base_table,长度为base,表示每一位上的符号,例如base=16时,base_table可以是"0123456789ABCDEF"(按顺序)。
2. 输入两个字符串,分别表示两个PAT数(每个字符都在base_table中)。
然后,我们需要将这两个PAT数(按照给定的进制表)转换成十进制数,相加,然后再转换回该进制表表示的字符串。但注意,题目要求直接计算两个PAT数的和,且结果也用相同的进制表表示。
但是,直接转换到十进制相加可能会溢出(如果进制很大,而位数N也很大,那么表示的数值可能非常大)。因此,我们可能需要模拟进制加法。
步骤:
1. 将两个字符串按照进制表转换成数值数组(每个字符对应其在base_table中的下标,这个下标就是该位的实际数值)。
2. 然后从低位到高位逐位相加,注意进位。
3. 最后将结果再转换回字符串(即每个数值对应base_table中的字符)。
注意:两个数的位数可能不同,需要对齐。
另外,题目要求“非负”且“不超过N位”,这里我们假设输入的字符串长度不超过给定的进制基数(base)?但进制基数base和字符串长度没有直接关系,所以这里我们理解为字符串长度可以任意,但题目要求不超过N位,而前面输入的base就是进制基数,所以这个N可能是进制基数?那么字符串长度不超过base?这不太合理。因此,我们重新审视:题目描述中的“N位进制表”中的N就是进制基数,而两个数的位数不超过N位?这里N位可能是一个具体的数值?但题目没有给出。所以,我们假设程序需要处理任意位数的字符串(只要在内存允许范围内),但题目要求“不超过N位”中的N可能是由输入决定的?实际上,输入的两个PAT数字符串的长度可以不同,但都小于等于某个值(比如1000)。
由于问题描述不够清晰,我们根据常规做法,假设输入的两个字符串的最大长度不超过1000(这样我们可以用数组存储,避免动态分配)。
因此,程序步骤:
1. 输入进制基数base(1<base<=1000,假设进制基数最大1000)
2. 输入进制表字符串base_table(长度为base)
3. 输入两个字符串num1和num2(每个字符串由base_table中的字符组成,且长度不超过1000)
4. 将两个字符串反转(因为加法从低位开始,而字符串存储是高位在前)
5. 将每个字符转换为其在base_table中的索引(即该位的数值)
6. 逐位相加,注意进位,得到结果数组(结果也是反的,低位在前)
7. 将结果数组的每一位再转换成base_table中对应的字符,然后反转得到最终结果字符串。
注意:有可能有前导0,但题目要求是非负数,所以0是合法的。另外,如果两个数都是0,则结果也是0。
但是,还有一种可能:题目中的“N位进制表”可能是指进制表有N个字符,而每个数的位数不超过N(即最多N位)。但这里的N和进制基数base相等,所以base=N。那么,我们输入的第一个整数就是base,然后输入一个长度为base的字符串作为进制表。
因此,我们按照上述步骤编写代码。
另外,注意检查输入:进制表必须包含base个字符,且每个字符唯一吗?题目没有说,但一般要求唯一。我们假设输入的进制表是合法的。
示例:
输入:
16
0123456789ABCDEF
1A
2B
1A在16进制下是26(十进制),2B是43,相加得到69,16进制下是45(因为4*16+5=69)。所以输出应该是"45"。
但注意,我们也可以不经过十进制转换,直接模拟加法:
A在进制表中的位置是10,B是11,所以个位:10+11=21,进位21/16=1,余5;十位:1+2+进位1=4,所以结果是45。
因此,我们按照模拟加法进行。
步骤:
1. 读取进制基数base。
2. 读取进制表字符串base_table(长度为base)。
3. 读取两个字符串num1和num2。
4. 反转num1和num2(方便从低位开始计算)。
5. 创建一个数组(长度为max(len1, len2)+1,因为可能有进位),初始化进位carry=0。
6. 遍历每一位(从0到max(len1, len2)-1):
a. 取出num1和num2的当前位的数值(如果已经超出字符串长度则取0)。
b. 将两个数值和进位相加:sum = digit1 + digit2 + carry。
c. 当前位的结果为 sum % base,进位为 sum / base。
7. 如果最后还有进位,则最高位再添加一位。
8. 将结果数组反转,然后根据进制表将每一位数值转换成字符。
9. 输出结果字符串。
注意:如果进制表中字符的顺序不是按数值大小顺序,那么我们在转换字符到数值时,应该使用该字符在进制表中的位置(索引)作为其数值。例如,如果进制表是"ABCDEF0123456789",那么A对应0,B对应1,...,F对应5,0对应6,...,9对应15。这样,我们转换的时候需要建立映射:字符->索引。
因此,我们需要先构建一个映射:对于base_table,建立一个字符到其索引的映射表(数组或哈希表)。由于字符可能包括任意ASCII字符,我们可以用一个大小为256的数组来映射(假设输入字符在0-255范围内),数组的值表示该字符在base_table中的索引(0~base-1)。
但是注意,如果进制表中同一个字符出现两次?我们假设进制表中字符唯一。
因此,程序结构如下:
步骤:
1. 读入base。
2. 读入base_table(使用字符数组存储)。
3. 构建映射表:创建一个数组map[256],初始化为-1(表示不存在)。然后遍历base_table,对于每个字符c,map[c] = i(i是下标)。
4. 读入两个字符串num1和num2。
5. 反转两个字符串(或者不反转,而是从字符串末尾开始遍历,但为了统一,我们反转)。
6. 创建一个结果数组res(大小设为max_len+2),初始化carry=0。
7. 循环i从0到max(len1, len2)-1:
a. 获取num1的第i位字符,如果i小于len1,则通过映射表得到digit1,否则为0。
b. 同样获取num2的第i位digit2。
c. 计算total = digit1 + digit2 + carry。
d. 当前位结果 = total % base,进位 = total / base。
8. 如果最后carry>0,则结果数组再添加一位,值为carry。
9. 现在结果数组是低位在前(因为我们是先计算个位),所以反转结果数组。
10. 将结果数组的每个数值(即索引)转换成base_table中对应的字符,形成结果字符串。
11. 输出结果字符串。
注意:如果结果字符串有前导0?比如两个0相加,我们输出"0"而不是空字符串。因此,如果结果数组为空,我们应该输出一个0?但是我们的算法中,如果两个数都是0,那么结果数组就是[0],反转后还是[0],然后转换成字符就是base_table[0](即进制表的第一个字符)。所以,如果进制表第一个字符是'0',那么输出"0"。
但是,我们也要注意多个前导0的情况:比如在计算中,结果可能是000123,我们应该去掉前导0吗?但是题目没有明确。按照数字表示的常规,前导0应该省略,但注意:如果结果是0,则要保留一个0。
因此,在输出结果字符串前,我们可以先跳过前导0(即进制表中表示0的字符),但要注意如果全部是0,则要保留最后一个0。
具体做法:
从结果字符串的第一个字符开始遍历,如果当前字符是0(进制表中的0,也就是进制表的第一个字符?不一定,进制表的第一个字符表示0吗?)注意,我们在进制表中,下标0对应的字符就是表示0。所以,结果字符串中,每个字符表示该位的数字,而0就是进制表第一个字符。
但是,我们构建结果字符串时,每一位都是通过base_table[digit]得到的,所以0对应的就是base_table[0]。
因此,我们可以扫描结果字符串(此时已经反转,所以是正常顺序),跳过连续的base_table[0](即0),直到遇到非0字符。但要注意如果全部是0,那么最后要保留一个0。
例如,结果字符串为"000",我们应该输出"0"(但是进制表第一个字符是0,所以"000"表示0,输出应为base_table[0]即字符串"0")。
所以,步骤:
1. 找到第一个非0的位置(即第一个不等于base_table[0]的字符的位置),如果找不到,则整个字符串都是0,那么我们就取最后一个0(或者直接输出"0")。
2. 或者更简单:从结果数组转换成字符串后,再去除前导0(但保留最后一位)。
我们可以这样:用一个变量start记录第一个非0的位置,初始为0。然后遍历结果字符串(假设为str),如果str[i]等于base_table[0]并且还没有到最后一个字符,就继续,直到遇到非0或者到了最后一位。注意,如果最后一位还是0,那么我们就输出一个0。
代码示例:
int start = 0;
int len = strlen(result_str);
while (start < len-1 && result_str[start] == base_table[0]) {
start++;
}
然后输出从start到结尾的子串。
但是,这样会跳过所有的前导0,直到遇到非0或者最后一个字符。
例如:"000" -> 从start=0开始,第一个字符是0,跳过,start=1;第二个还是0,跳过,start=2;第三个(最后一个)是0,循环条件(start<len-1)为false(因为len=3,start=2,len-1=2,所以不满足start<len-1,跳出循环),然后输出从start=2开始的子串,即"0"。
所以这样可以。
但是,如果进制表中0不是第一个字符?不可能,因为我们的数值0对应base_table[0],所以进制表的第一个字符就是表示0。所以,我们只需要跳过非最高位的前导0。
因此,我们按照上述步骤编写代码。
注意:如果输入的两个数都是空字符串,我们视为0。但题目要求是非负整数,所以空字符串应该视为0。但题目说“非负PAT数”,所以输入可能为空吗?我们假设输入至少有一个字符(因为题目说非负,所以0至少有一个字符表示,即进制表的第一个字符)。所以,我们不会遇到空字符串。
但是,如果输入字符串有非法字符(不在进制表中)怎么办?题目没有说明,我们假设输入合法。
代码实现:
我们将使用C语言标准库函数,如strlen, strchr(或者自己构建映射表)等。
由于我们要构建字符到索引的映射,我们可以用一个数组map[256](因为char的范围是0-255,但可能是带符号的,所以用unsigned char转换)。
步骤:
1. 读取base(整数)。
2. 读取进制表字符串base_table,注意base_table的长度应该等于base。我们可以用fgets读取一行,然后去掉换行符,并检查长度。
3. 读取两个数字字符串num1和num2(同样用fgets,并去掉换行符)。
注意:输入可能有空格?题目没有说,我们假设没有空格,每个字符串一行。
代码框架:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#define MAX_LEN 1000 // 每个数字字符串的最大长度
int main() {
int base;
char base_table[MAX_LEN+1]; // 进制表,最大长度1000
char num1[MAX_LEN+1], num2[MAX_LEN+1];
int map[256] = {-1}; // 初始化映射表,初始值设为-1(表示非法)
// 读取进制基数
scanf("%d", &base);
getchar(); // 读取换行符
// 读取进制表(一行)
fgets(base_table, sizeof(base_table), stdin);
base_table[strcspn(base_table, "\n")] = '\0'; // 去掉换行符
// 检查进制表长度是否等于base
if (strlen(base_table) != base) {
// 这里题目没有说明,我们按错误处理,但题目假设输入合法,所以可以不做处理,或者报错退出
printf("进制表长度错误!\n");
return 1;
}
// 构建映射表:将base_table中的每个字符映射到其索引
for (int i = 0; i < 256; i++) {
map[i] = -1; // 初始化所有字符的映射为-1
}
for (int i = 0; i < base; i++) {
unsigned char c = base_table[i]; // 使用unsigned char避免负下标
map[c] = i;
}
// 读取两个数字字符串
fgets(num1, sizeof(num1), stdin);
num1[strcspn(num1, "\n")] = '\0';
fgets(num2, sizeof(num2), stdin);
num2[strcspn(num2, "\n")] = '\0';
// 反转两个字符串,以便从低位开始相加
// 为了方便,我们写一个反转字符串的函数
reverse_string(num1);
reverse_string(num2);
int len1 = strlen(num1);
int len2 = strlen(num2);
int max_len = len1 > len2 ? len1 : len2;
// 结果数组(存放每一位的数值,低位在前),长度为max_len+1(进位)
int res_digits[MAX_LEN * 2] = {0}; // 初始化为0,防止垃圾值
int carry = 0;
int k = 0; // 当前结果位数
// 逐位相加
for (int i = 0; i < max_len; i++) {
int d1 = 0, d2 = 0;
if (i < len1) {
unsigned char c = num1[i];
d1 = map[c];
// 如果字符不在进制表中,则出错(但题目假设合法)
if (d1 == -1) {
printf("字符 %c 不在进制表中!\n", c);
return 1;
}
}
if (i < len2) {
unsigned char c = num2[i];
d2 = map[c];
if (d2 == -1) {
printf("字符 %c 不在进制表中!\n", c);
return 1;
}
}
int total = d1 + d2 + carry;
carry = total / base;
int digit = total % base;
res_digits[k++] = digit;
}
if (carry > 0) {
res_digits[k++] = carry;
}
// 现在res_digits中存储了结果的每一位(低位在前,所以需要反转回来变成高位在前?不,我们最终要输出的字符串是高位在前,所以需要反转整个结果数组)
// 然后,将结果数组的每个数值转换成base_table中的字符,并去除前导0
// 反转结果数组(使得高位在前,低位在后)?实际上,我们目前是低位在前(即res_digits[0]是最低位,res_digits[k-1]是最高位),而我们输出需要从高位开始,所以我们可以从k-1到0逆序输出,并且去除前导0(base_table[0])
// 但是,我们也可以先反转结果数组,然后去除前导0,再输出。或者直接逆序输出并跳过前导0。
// 我们选择:从最高位(k-1)开始遍历到最低位(0),但需要跳过前导0(注意:前导0是指连续的在最高位的0,所以从最高位开始找第一个非0,然后输出之后的所有位,如果全部是0,则输出一个0)
// 先找到第一个非0的位置(从最高位向最低位找,实际上就是结果数组的最后一个非0?不对,我们结果数组是低位在前,所以最高位在最后。即res_digits[k-1]是最高位,res_digits[0]是最低位)
// 因此,我们直接逆序输出:从下标k-1到0,但在输出之前,先跳过前导0(即连续的0,直到遇到非0或者最后一位)
// 但是,由于结果数组是低位在前,如果我们逆序输出(从k-1到0),那么输出顺序就是正常的(高位在前)。所以,我们跳过前导0就是跳过从k-1开始连续的0(但不是所有0,比如中间有0不能跳过)。
// 具体:从下标k-1开始,向0方向遍历,找到第一个非0的位置(注意:如果全部是0,则保留最后一个0)
int start = k-1;
while (start > 0 && res_digits[start] == 0) { // 注意:如果最高位是0,则跳过,但至少要保留一位(所以当start>0时,如果当前位是0,就继续向前找,但注意这里向前是更高位?不对,我们这里start从最高位开始,然后递减,所以是向低位走?不对,我们结果数组是低位在前,所以下标0是最低位,下标k-1是最高位。因此,我们遍历方向是从k-1递减到0,这个方向是从最高位到最低位。但是,我们想要跳过的是最高位的连续0,所以应该从k-1开始递减,直到遇到第一个非0或者到达最低位(即0)?不对,我们只需要考虑最高位开始的连续0。
// 所以,我们设置一个变量start_index,表示第一个非0位在结果数组(低位在前)中的下标(从高到低输出时,第一个非0位在结果数组中的位置应该是从后往前第一个非0)。我们也可以不提前找,而是在输出循环中设置一个标志。
// 另一种方法:我们构建结果字符串(从最高位开始),然后跳过开头的0。
// 使用一个标记,表示是否已经遇到非0,初始为0(未遇到)。然后从高位(k-1)到低位(0)遍历:
int flag = 0; // 是否已经遇到非0
for (int i = k-1; i >= 0; i--) {
if (res_digits[i] != 0) {
flag = 1;
}
if (flag) {
printf("%c", base_table[res_digits[i]]);
}
}
// 如果从未遇到非0(即全0),则输出0
if (!flag) {
printf("%c", base_table[0]);
}
printf("\n");
return 0;
}
但是,上面的方法在输出时直接输出了,没有构建结果字符串。我们可以先构建结果字符串,然后再输出(如果需要的话)。
另外,我们还需要一个反转字符串的函数:
void reverse_string(char *str) {
int len = strlen(str);
for (int i = 0; i < len/2; i++) {
char temp = str[i];
str[i] = str[len-1-i];
str[len-1-i] = temp;
}
}
但是,上面的输出部分没有考虑去除前导0(因为我们用flag控制了,所以实际上已经跳过了前导0)。
但是,注意:我们构建结果数组时,有可能进位导致最高位是0吗?不可能,因为进位要么是0,要么是1(在base进制下,两个不超过base-1的数相加,进位最多为1,但是注意,我们可能有多个进位?比如在base=10时,999+1=1000,进位最多为1,所以最高位是1,不会出现0。但是,在base进制下,两个数相加,进位最大为1(因为两个数最大为base-1,两个base-1相加再加上进位(进位最大为1)得到2*(base-1)+1,除以base的商最大为1(因为2*(base-1)+1 < 2*base,所以商只能是0或1)?不对,比如base=2,两个1相加:1+1=2,进位为1(2/2=1),所以进位最大为1。因此,最高位要么是0(没有进位)要么是1(有进位),所以最高位不可能是0?不对,如果没有进位,那么最高位可能是0(比如两个数位数相同,且最高位相加后没有进位,那么结果数组的最高位就是0?)。
但是,我们结果数组的位数是max_len(即两个数中较长的位数),然后最后考虑进位,如果进位为0,那么最高位就是max_len-1(在结果数组中的位置是max_len-1)?不对,我们结果数组是动态的,k的值可能是max_len(如果没有进位)或者max_len+1(有进位)。所以,在结果数组中,最高位可能为0(比如两个数相加,最高位相加后没有进位,但是我们在结果数组的第max_len位(即k-1)可能是0?)
例如:base=10,进制表"0123456789",num1="001", num2="002"(注意,我们反转后为"100"和"200",然后从低位开始加:0+0=0,0+0=0,1+2=3,所以结果数组为[0,0,3](k=3),然后反转输出:从k-1=2(即3)开始,然后1(0)和0(0),但是我们在输出时,从最高位(k-1=2)开始,第一个是3,所以输出"300"?不对,因为我们反转了输入字符串,所以输入字符串是反转后的,我们计算得到结果数组[0,0,3](低位在前),那么实际数字是300(十进制300)?但实际应该是3(001+002=3)才对。
问题出在哪里?因为我们反转了输入字符串,然后从低位(0索引)开始加,所以计算正确:个位(反转后字符串的第一位)0+0=0,十位0+0=0,百位1+2=3,所以结果是300(即3在百位,0在十位,0在个位),但实际应该是3(即003,但前导0要去掉,所以输出3)。
所以,在输出时,我们逆序输出结果数组(从k-1到0)得到的是300(字符串),然后我们去除前导0:第一个字符是'3',所以输出"300"?这显然错了。
错误原因:我们在反转输入字符串后,num1="100"(原"001"反转),num2="200"(原"002"反转),然后我们计算时,实际上是把原数的个位当成了新字符串的第一位(即索引0),所以计算结果是:
第0位(原个位):0+0=0
第1位(原十位):0+0=0
第2位(原百位):1+2=3
所以结果数组为[0,0,3](低位在前),表示这个数的个位是0,十位是0,百位是3?不对,这应该是300(百位是3,十位是0,个位是0),即300。但原数001和002分别是1和2(十进制),相加为3,所以应该是3,即003,然后去掉前导0为3。
因此,问题在于我们反转输入字符串后,实际上改变了位权的顺序?我们原本的字符串是高位在前,反转后变成低位在前,然后我们计算时,第0位就是最低位(个位),这样是正确的。但是,最后结果数组也是低位在前,所以结果数组的第0位是结果的个位,第1位是十位,第2位是百位。所以这个结果数组表示的数字就是:res_digits[0](个位)+ res_digits[1]*base + res_digits[2]*base^2。
所以,当我们输出时,应该先输出最高位(即结果数组的最后一个元素),然后依次输出,直到个位。所以输出顺序应该是:res_digits[k-1], res_digits[k-2], ... , res_digits[0]。这样才是高位到低位的顺序。
但是,我们之前计划用逆序输出(即从k-1到0)输出每个数字对应的字符,那么输出顺序就是:base_table[res_digits[k-1]], base_table[res_digits[k-2]], ... , base_table[res_digits[0]],这样形成的字符串就是正常顺序(高位在前,低位在后)。
然而,在例子中,k=3,输出:base_table[res_digits[2]](即base_table[3]='3'),然后base_table[res_digits[1]](即base_table[0]='0'),然后base_table[res_digits[0]](即base_table[0]='0') -> 输出字符串"300"。
但期望的是"3",所以我们需要去除前导0。而前导0是指高位上的0(即输出字符串开头的0)。所以,在输出时,我们使用一个标记,在遇到第一个非0之前,跳过所有的0(注意,我们输出的字符串是高位在前,所以开头的连续0就是前导0)。
在上面的输出循环中(逆序输出),我们使用flag来标记是否已经遇到非0,如果遇到非0,则输出,否则跳过。这样,对于"300",我们首先输出'3'(flag置1),然后后面的两个0都会被输出(因为flag已经为1)。所以输出"300"。
但实际我们需要的是输出"3",即跳过所有的前导0(包括中间和后面的0?不,我们只跳过开头的连续0)。但是,在输出字符串中,第一个字符是'3',所以没有前导0,所以输出"300"。
错误原因:我们计算出的结果数组[0,0,3](低位在前)表示300(十进制300),但实际应该是3(十进制3)。为什么?
因为原数num1="001"在进制表"0123456789"下表示1,num2="002"表示2,相加为3。所以问题出在反转输入字符串上:反转后,num1变为"100",然后我们计算时,将'1'当作百位(即最高位),但实际上原数的'1'在个位?不对,原字符串"001":第一个'0'是最高位(百位?),第二个'0'是十位,第三个'1'是个位。反转后变成"100":第一个'1'是个位,第二个'0'是十位,第三个'0'是百位。所以,反转后我们计算:个位:1+2=3,十位:0+0=0,百位:0+0=0,所以结果数组为[3,0,0](低位在前)?不对,应该是:
num1反转后为"100"(长度为3),num2反转后为"200"(长度为3),然后:
i=0: '1'->1, '2'->2 -> 1+2=3 -> 存3,进位0
i=1: '0'->0, '0'->0 -> 0+0=0 -> 存0
i=2: '0'->0, '0'->0 -> 0+0=0 -> 存0
所以结果数组为[3,0,0](k=3),然后逆序输出:从k-1=2(即0)开始,然后1(0),然后0(3)?不对,我们输出循环是:for (int i=k-1; i>=0; i--),所以先输出res_digits[2](0),然后res_digits[1](0),然后res_digits[0](3) -> "003",然后去除前导0:第一个字符是0(所以跳过),第二个0也跳过,第三个3->输出"3"。
所以,我们需要修改:在计算时,我们反转了输入字符串,然后计算,得到的结果数组res_digits是低位在前(即res_digits[0]是个位,res_digits[1]是十位,...,res_digits[k-1]是最高位)。而输出时,我们要输出从最高位到最低位,所以应该从res_digits[k-1]一直输出到res_digits[0](即顺序输出,不需要逆序)。但是,我们使用循环:从下标0到k-1,然后逆序访问:即i从k-1递减到0。这样输出顺序就是:最高位(res_digits[k-1])先输出,然后次高位...最后输出个位(res_digits[0])。所以输出字符串就是正常顺序。
但是,在输出循环中,我们使用:
for (int i = k-1; i >= 0; i--)
这样访问的顺序就是:i=k-1, k-2, ..., 0。
而res_digits数组中的值:res_digits[0]是个位,res_digits[k-1]是最高位。所以输出顺序正确。
但是,在例子中,res_digits数组为[3,0,0](注意:个位是3,十位0,百位0),所以输出时:
i=2: res_digits[2]=0 -> 输出base_table[0]='0'
i=1: res_digits[1]=0 -> 输出'0'
i=0: res_digits[0]=3 -> 输出'3'
所以输出字符串为"003",然后我们通过flag来跳过前导0:第一个字符是'0'(flag=0,跳过),第二个字符'0'(flag=0,跳过),第三个字符'3'(flag=1,输出),所以最终输出"3"。
这样就正确了。
所以,我们修改:在计算时,不要将输入字符串反转?不对,我们反转输入字符串是为了方便从个位开始计算。如果我们不反转,那么输入字符串是高位在前,我们计算时就要从字符串的末尾开始(即个位在最后)。这样也可以,但是不方便。所以还是反转输入字符串,然后计算,得到的结果数组res_digits中,索引0是结果的个位,索引1是十位,...,索引k-1是最高位。
然后输出时,从索引k-1到0(即从最高位到最低位)输出,并跳过前导0。
因此,上面的例子中,输入字符串反转后为"100"和"200",计算后res_digits=[3,0,0](k=3),然后输出:
i=2: res_digits[2]=0 -> 跳过(因为flag还是0)
i=1: res_digits[1]=0 -> 跳过
i=0: res_digits[0]=3 -> 输出'3'(flag置1)
所以输出"3"。
但是,注意:我们输出循环是从最高位(索引k-1)到最低位(索引0)的,所以当k=3时,i=2,1,0。
但是,res_digits[0]是个位,res_digits[2]是最高位(百位)。所以,我们输出时,先输出最高位(百位0),跳过;然后输出十位0,跳过;最后输出个位3,输出。所以最终字符串是"3"。
另一个例子:num1="123", num2="321", base=10, 进制表"0123456789"
反转:"321"->"123"(反转后),计算:
个位:3+1=4
十位:2+2=4
百位:1+3=4
进位0,所以res_digits=[4,4,4](k=3)
输出:从i=2(百位)开始,4->输出'4'(flag=1),然后i=1(十位)输出'4',i=0(个位)输出'4',所以输出"444"。
正确。
再测试进位:num1="999", num2="1", base=10
反转:"999"->"999", "1"->"1"
计算:
i=0: 9+1=10 -> 进位1,个位0 -> res_digits[0]=0, carry=1
i=1: 9+0+1=10 -> 进位1,十位0 -> res_digits[1]=0, carry=1
i=2: 9+0+1=10 -> 进位1,百位0 -> res_digits[2]=0, carry=1
i=3: 进位1 -> res_digits[3]=1, k=4
输出:从i=3(最高位)开始:1(输出'1'),然后i=2:0(输出'0'),i=1:0(输出'0'),i=0:0(输出'0') -> "1000"
正确。
因此,我们按照这个思路写代码。
但是,注意:在计算每一位时,我们读取反转后的字符串的字符,然后通过映射表得到数值。如果反转后的字符串中有非法字符,我们在映射表中会得到-1,然后报错。
另外,我们假设进制表字符串中每个字符都是唯一的。
代码实现:
注意:我们使用fgets读取进制表字符串和两个数字字符串,因此可能会读入换行符,所以要去掉。
下面给出完整代码:
注意:我们假设输入的数字字符串中不包含空格,且每行一个。
由于题目要求“两个不超过N位的非负PAT数”,而进制基数base就是N,所以数字字符串的长度可能达到base(题目说“不超过N位”,即长度<=base)。但我们的数组大小是MAX_LEN=1000,所以如果base>1000,则不行。但题目没有说明base的范围,我们假设base<=1000。
如果base很大(比如1000),那么两个数相加结果的最大位数可能是1001位(进位),所以结果数组要开1001+1(但MAX_LEN*2=2000,足够)。
因此,代码如下:
</think>
以下是用C语言实现根据输入的N位进制表计算两个不超过N位的非负PAT数之和的程序。程序会处理自定义进制表、字符串反转、逐位相加、进位处理和前导零去除等逻辑。
```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#define MAX_LEN 1000 // 最大字符串长度
// 反转字符串函数
void reverse_string(char *str) {
int len = strlen(str);
for (int i = 0; i < len / 2; i++) {
char temp = str[i];
str[i] = str[len - 1 - i];
str[len - 1 - i] = temp;
}
}
int main() {
int base; // 进制基数
char base_table[MAX_LEN + 1]; // 进制表
char num1[MAX_LEN + 1], num2[MAX_LEN + 1]; // 两个PAT数字符串
int map[256]; // ASCII到进制表索引的映射
// 初始化映射表
for (int i = 0; i < 256; i++) {
map[i] = -1;
}
// 读取进制基数
if (scanf("%d", &base) != 1 || base < 2 || base > 1000) {
printf("Invalid base! Must be 2-1000.\n");
return 1;
}
getchar(); // 消耗换行符
// 读取进制表
fgets(base_table, sizeof(base_table), stdin);
base_table[strcspn(base_table, "\n")] = '\0'; // 去掉换行符
// 验证进制表长度
if (strlen(base_table) != (size_t)base) {
printf("Base table length must be %d!\n", base);
return 1;
}
// 构建字符映射表
for (int i = 0; i < base; i++) {
unsigned char c = base_table[i];
map[c] = i;
}
// 读取两个数字
fgets(num1, sizeof(num1), stdin);
num1[strcspn(num1, "\n")] = '\0';
fgets(num2, sizeof(num2), stdin);
num2[strcspn(num2, "\n")] = '\0';
// 反转字符串(低位在前)
reverse_string(num1);
reverse_string(num2);
int len1 = strlen(num1), len2 = strlen(num2);
int max_len = len1 > len2 ? len1 : len2;
// 执行加法
int res_digits[MAX_LEN * 2] = {0}; // 结果数字数组
int carry = 0;
int k = 0; // 结果位数计数器
for (int i = 0; i < max_len; i++) {
int d1 = 0, d2 = 0;
// 获取num1当前位值
if (i < len1) {
unsigned char c = num1[i];
d1 = map[c];
if (d1 == -1) {
printf("Invalid character '%c' in num1!\n", c);
return 1;
}
}
// 获取num2当前位值
if (i < len2) {
unsigned char c = num2[i];
d2 = map[c];
if (d2 == -1) {
printf("Invalid character '%c' in num2!\n", c);
return 1;
}
}
// 计算当前位结果
int total = d1 + d2 + carry;
carry = total / base;
res_digits[k++] = total % base;
}
// 处理最高位进位
if (carry > 0) {
res_digits[k++] = carry;
}
// 输出结果(跳过前导零)
int found_non_zero = 0; // 是否遇到非零位
for (int i = k - 1; i >= 0; i--) {
if (!found_non_zero && res_digits[i] != 0) {
found_non_zero = 1; // 找到第一个非零位
}
if (found_non_zero) {
printf("%c", base_table[res_digits[i]]);
}
}
// 处理全零结果
if (!found_non_zero) {
printf("%c", base_table[0]); // 输出0
}
printf("\n");
return 0;
}
```
### 程序说明
1 **输入格式**:
- 第一行:进制基数 `base`(2-1000)
- 第二行:进制表字符串(长度必须等于 `base`)
- 第三行:第一个PAT数字符串
- 第四行:第二个PAT数字符串
2 **核心逻辑**:
- **字符映射**:将进制表中的字符映射为数值(0 ~ base-1)
- **字符串反转**:将输入数字反转以便从低位开始计算
- **逐位相加**:模拟竖式加法,处理进位
- **结果处理**:去除前导零,通过映射表将数值转回字符
3 **示例测试**(16进制):
- 输入:
```
16
0123456789ABCDEF
1A
2B
```
- 输出:`45`(因为1A+2B=16进制下的45)
### 注意事项
1. 进制表字符必须唯一,否则映射会冲突
2. 输入数字字符串长度不能超过1000字符
3. 程序假设输入合法,非法字符会报错
4. 全零结果会输出进制表的第一个字符(表示0)
该程序实现了自定义进制下的PAT数加法,正确处理了进位、反转和字符映射等关键操作[^1]。