数组打印、扩容、拷贝、截取

本文详细介绍了如何使用Java的foreach、for循环高效打印数组,探讨了数组扩容与拷贝的方法,以及Arrays.sort()的排序功能。此外,还涉及到了Unicode编码和不同进制转换。

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

打印数组:
使用foreach打印数组:

		int[] number=new int[] {10,12,15,14};
		for (int i : number) {
			System.out.print(i+"\t");
		}

使用for循环打印数组:

		int[] number=new int[] {10,12,15,14};
		for (int i = 0; i < number.length; i++) {
			System.out.print(number[i]+"\t");
		}

使用数组的大小打印:
比较僵硬,死板

		int[] number=new int[] {10,12,15,14};
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			System.out.print(number[i]+"\t");
		}

使用Arrays.toString(数组名)打印

		int[] number=new int[] {10,12,15,14};
		System.out.println(Arrays.toString(number));

数组的扩容和拷贝:
数组的长度是固定的,如果需要添加多个元素,那么就需要将原来的数组容量变大,就是创建一个新的数组
进行使用.

  1. 数据类型[] 数组名 = Arrays.copyOf(旧数组名,拷贝后的新长度) 数据类型和旧数组名的数据类型保持一致
  2. 原数组名 = Arrays.copyOf(旧数组名,拷贝后的新长度)
public static void main(String[] args) {
		String[] name=new String[3];
		name[0]="小贾";
		name[1]="小易";
		name[2]="小丁";
		System.out.println("name的数组"+Arrays.toString(name));
		System.out.println("name长度为"+name.length);
		System.out.println("===================================");
		//  1
		/*String[] name1=Arrays.copyOf(name,name.length+1);
		name1[name1.length-1]="小吴";
		System.out.println("name1的数组"+Arrays.toString(name1));
		System.out.println("name1长度为"+name1.length);
		*/
		//  2
		name=Arrays.copyOf(name,name.length+1);
		name[name.length-1]="小吴";
		System.out.println("name1的数组"+Arrays.toString(name));
		System.out.println("name1长度为"+name.length);
	}

截取
格式:System.arraycopy(arg0, arg1, arg2, arg3, arg4);

  1. arg0:要截取的数组
  2. arg1:从什么位置开始截取 (数组下标)
  3. arg2:截取数据要放到的数组
  4. arg3:要放到的位置 (数组下标)
  5. ary4:截取的长度
		int[] ary1=new int[] {12,15,20,26,30};
		int[] ary2=new int[10];
		//从数组ary1的下表为2开始截取,截取的长度为2,截取的数据放到数组ary2的下表为1的位置
		System.arraycopy(ary1, 2, ary2, 1, 2);
		System.out.println(Arrays.toString(ary2));

一个排序:系统自带的排序
语法:Arrays.sort(数组名)

		int[] ary1=new int[] {12,15,20,26,30};
		Arrays.sort(ary1);
		System.out.println(Arrays.toString(ary1));//[12, 15, 20, 26, 30]

unicode:每一个汉字都有对应的一个unicode码,该码是以16进制的方式表示出来的

		System.out.printf("16进制输出:"+"%010x\n",(int)'静');
		System.out.println((int)'静');//以十进制输出静的数值
		System.out.println((char)38745);//默认以十进制打印输出
		char a=0x9759;//静的unicode值
		System.out.println(a);//根据unicode值找到对应的值并输出  静

如果想打印十六、八、二进制的需要在所赋值前面加修饰符,凡是没有前缀修饰的数字,均为十进制数字

  1. 二进制范围:0、1
  2. 八进制范围:0、1、2、3、4、5、6、7
  3. 十进制范围:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
  4. 十六进制范围:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F
int a=100;//100前面没有修饰符,十进制
int a1=0x100;//100前面有修饰符0x(零x),十六进制  ,x的大小写不限定
int a2=0100;//100前面有修饰符0(零),八进制

<think>好的,我现在需要帮助用户解决如何在C++中通过重载运算符实现HugeInt类的除法操作,并优化性能。首先,我需要回忆HugeInt类的基本结构。根据用户提到的数据成员是short数组,通常这类大整数类会用数组的每个元素来存储数字的每一位,比如十进制中的每一位,或者更大的基数以提高效率。 用户提到了除法运算符的重载,也就是operator/。实现大整数的除法通常比较复杂,因为需要考虑多位数逐位相除,同时要处理余数。常见的算法有长除法,或者更高效的算法如牛顿迭代法,但对于大整数来说,长除法可能更直观,但效率较低。不过用户希望优化性能,减少运行量,所以可能需要考虑一些优化策略。 首先,我需要确定HugeInt类的内部表示。假设使用short数组,每个元素存储一个十进制位,或者更大的基数,比如1000,这样每个元素可以存储三位十进制数,减少数组的长度,提高运算速度。例如,用基数1000,每个元素是0-999之间的数。这样在运算时,处理更少的元素,可以提升性能。不过用户提到的是short数组,short通常是16位,最大可以存储到32767,所以基数可以选择10000,这样每个元素存储四位十进制数,这样数组长度更短,运算次数更少。但需要注意乘法或加法时可能的溢出,因此可能需要更小的基数,比如1000,避免运算时超过short的范围。或者使用更大的数据类型,但用户指定的是short数组,所以需要合理选择基数。 接下来是除法运算的实现。除法通常需要被除数dividend和除数divisor,计算商quotient和余数remainder。对于大整数来说,实现除法的一种方法是模拟手工的长除法,逐位处理。但这样的效率可能不高,尤其是当被除数和除数很大时。另一种方法是使用二分查找来寻找商的每一位,结合乘法来快速逼近。例如,对于大整数A除以B,我们可以通过二分查找找到最大的q,使得q*B ≤ A,这可以通过调整q的高位到低位逐步确定。这种方法可以减少试错次数,提高效率。 此外,性能优化可能需要考虑以下几点: 1. **预处理和边界条件处理**:例如,当除数为0时抛出异常;当被除数小于除数时直接返回0;当除数为1时返回被除数本身。这些边界条件可以快速处理,避免进入复杂的计算流程。 2. **数据存储优化**:使用更大的基数(比如10000)来减少数组长度,从而减少循环次数。例如,用short数组的每个元素存储四位十进制数,这样处理同样的数字时,数组长度是原来的四分之一,运算次数减少,性能提升。 3 **高效的比较操作**:在除法过程中需要频繁比较两个大整数的大小,优化比较函数,先比较数组长度(即数的位数),若相同则逐位比较,可以快速得出结果。 4. **减少内存分配**:在运算过程中,避免频繁创建和销毁临时对象,可以复用临时变量,或者使用移动语义来减少拷贝开销。 5. **使用位移运算加速**:如果基数是2的幂次方,可以利用位移运算来加速乘除,但用户可能使用十进制基数,这可能不适用。 6. **预估算商位数**:在长除法中,商的每一位的估算可以通过除数高位和被除数高位来快速估算,减少试商次数。例如,在Knuth的算法中,使用除数的前两位来估算商位,提高试商效率。 7. **避免不必要的拷贝**:在实现过程中,尽量使用引用或指针来操作数据,减少临时变量的复制。 现在,具体到HugeInt类的除法运算符重载,可能需要以下步骤: 1. **处理符号**:确定结果的正负号,将被除数和除数转换为正数进行处理,最后再调整符号。 2. **处理除数为零的情况**:抛出异常,避免程序崩溃。 3. **处理被除数为零或绝对值小于除数的情况**:直接返回商为0,余数为被除数。 4. **执行长除法算法**: - 从高位开始,逐位处理被除数,取出足够的位数形成当前被减数。 - 估算当前位的商值,使得除数乘以该商值不超过当前被减数。 - 将估算的商值乘以除数,从当前被减数中减去,得到新的余数。 - 重复直到所有位处理完毕。 但长除法的效率可能较低,因此需要优化。例如,使用二分查找来快速确定每个商位,或者使用更高效的试商方法。 另外,针对用户提到的使用short数组,可能每个元素存储四位十进制数,因此在实现除法时,需要考虑基数的处理。例如,当基数为10000时,每个元素代表四位数字,那么在除法中,可能需要处理基数的对齐和转换。 同时,为了提高性能,可以将被除数和除数进行预处理,比如移除前导零,调整数组的存储顺序(高位在前还是低位在前),以便于处理。 另外,在实现过程中,可能需要辅助函数,如减法、乘法(用于试商时的除数乘以商位)、比较函数等,这些函数的效率也会影响整体除法运算的性能。 例如,假设HugeInt类的数据成员是动态数组,存储方式为低位在前(方便进位处理),那么在除法运算中,可能需要将数组反转,变为高位在前,以便于处理每一位的商。 或者,可能存储方式已经是高位在前,这样在处理时可以直接从高位开始截取。 关于运算符重载的具体实现,用户提供的参考代码中提到了加法、乘法等的实现。例如,加法可能会有溢出检测,乘法可能检测结果是否超过四位数字。这些实现细节可能影响除法运算的实现,比如需要处理大数相乘时的溢出问题。 现在,我需要将这些思路整理成一个步骤清晰的回答,帮助用户实现HugeInt类的除法运算符重载,并给出性能优化的建议。同时,用户可能希望看到具体的代码示例,但根据问题描述,用户可能需要运算符重载的具体实现方法,而不仅仅是代码。因此,我需要结合代码示例和优化策略来解释。 需要注意的是,用户的问题可能还涉及如何存储数据,比如使用short数组,所以在代码示例中需要体现这一点。例如,HugeInt类可能有成员变量如short digits[],或者更具体的结构,比如用vector<short>来存储每一位,每个元素代表一个基数下的值。 此外,在除法运算中,余数的处理也很重要,但用户主要关注的是除法运算符的实现,即返回商的部分。不过,可能需要同时计算余数,以便后续可能的模运算。 最后,关于性能优化,可能需要比较不同的算法,选择适合大整数除法的高效方法,并结合存储优化、预处理、减少操作次数等手段来提升整体性能。</think>在C++中实现HugeInt类的除法运算符重载,需结合存储优化与算法改进。以下是分步实现方案: --- ### **1. 数据存储优化** - **基数选择**:使用`short`数组存储时,建议选择基数$10^4$(每个元素存4位十进制数),减少数组长度。例如:数值`123456789`存储为`[6789, 2345, 1]`(低位在前)。 - **移除前导零**:运算前先清除无效的前导零,避免冗余计算。 ```cpp class HugeInt { private: std::vector<short> digits; // 低位在前,基数为10000 bool isNegative; }; ``` --- ### **2. 运算符重载框架** 处理符号与边界条件: ```cpp HugeInt operator/(const HugeInt& other) const { if (other == HugeInt(0)) throw std::invalid_argument("Division by zero"); // 符号处理:异号为负 bool resultSign = (isNegative != other.isNegative); // 转为绝对值进行运算 HugeInt dividend = this->abs(); HugeInt divisor = other.abs(); // 边界条件:被除数小于除数时返回0 if (dividend < divisor) return HugeInt(0); // 执行核心除法算法 HugeInt quotient = divideCore(dividend, divisor); quotient.isNegative = resultSign; return quotient; } ``` --- ### **3. 核心算法实现:优化长除法** 采用**二分法试商**与**基数对齐**优化: ```cpp HugeInt divideCore(HugeInt& dividend, const HugeInt& divisor) { HugeInt quotient; HugeInt remainder; for (int i = dividend.digits.size() - 1; i >= 0; i--) { remainder.shiftLeft(1); // 余数左移1位(基数对齐) remainder += dividend.digits[i]; // 添加当前位 // 二分法找到最大商位q,使得 q * divisor ≤ remainder short q = binarySearchQ(remainder, divisor); quotient.digits.push_back(q); remainder -= divisor * q; // 更新余数 } reverse(quotient.digits.begin(), quotient.digits.end()); // 反转恢复高位顺序 quotient.removeLeadingZeros(); return quotient; } ``` --- ### **4. 性能优化技术** - **二分法试商**:用二分查找代替逐次减法的试商,时间复杂度从$O(n)$降为$O(\log n)$。 ```cpp short binarySearchQ(const HugeInt& remainder, const HugeInt& divisor) { short low = 0, high = 9999; // 基数10000下的最大可能商位 short best = 0; while (low <= high) { short mid = (low + high) / 2; HugeInt product = divisor * mid; if (product <= remainder) { best = mid; low = mid + 1; } else { high = mid - 1; } } return best; } ``` - **快速乘法与减法**:预先实现高效的乘法和减法运算符重载,利用`short`数组的基数特性减少循环次数。 - **内存预分配**:为`quotient.digits`预分配足够空间,避免动态扩容开销。 --- ### **5. 复杂度分析** - **时间复杂度**:$O(n \log b)$,其中$n$为被除数位数,$b$为基数(此处$b=10^4$)。 - **空间复杂度**:$O(n)$,临时变量复用减少内存占用。 --- ### **6. 验证示例** 根据引用[^1]中的加法测试逻辑,扩展除法验证: ```cpp HugeInt a(9000); HugeInt b = a / 45; // 预期结果200 cout << b; // 输出200 ``` ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值