LeetCode 43. Multiply Strings

本文介绍了一种使用Java实现的大数乘法算法,通过将输入字符串转换为数字并利用位数规律,有效地处理了大数乘法问题。算法首先计算每个位数的乘积,然后统一处理进位,最终返回乘法结果。

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解答1[Java]:

import java.util.Scanner;
public class Main {
    public String multiply(String num1, String num2) {
        int n1 = num1.length(), n2 = num2.length();
        int[] products = new int[n1 + n2];
        for (int i = n1 - 1; i >= 0; i--) {
            for (int j = n2 - 1; j >= 0; j--) {
                int d1 = num1.charAt(i) - '0';
                int d2 = num2.charAt(j) - '0';
                products[i + j + 1] += d1 * d2;
            }
        }
        int carry = 0;
        for (int i = products.length - 1; i >= 0; i--) {
            int tmp = (products[i] + carry) % 10;
            carry = (products[i] + carry) / 10;
            products[i] = tmp;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int num : products)
            sb.append(num);
        while (sb.length() != 0 && sb.charAt(0) == '0')
            sb.deleteCharAt(0);
        return sb.length() == 0 ? "0" : sb.toString();
    }
}

这个算法基于一下规律:

  1. 位数分别为 ij 的两个数相乘,乘积的位数不超过 i+j 位。
  2. 把结果看作一个大小为 i+j 的数组,那么第一个数的第 i 位和第二个数的第 j 位的乘积会影响结果的第 i+j 位和第 i+j+1 位。

因此,把第一个数的第 i 位和第二个数的第 j 位的乘积先存到结果的 i+j+1 位,最后再统一计算进位。

### 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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