【大数问题】C++大数问题模板

xiaoxiao2021-02-27  216

#define MAXN 9999 #define MAXSIZE 10 #define DLEN 4 class BigNum { private:     int a[1500];    //可以控制大数的位数      int len;       //大数长度 public:     BigNum() { len = 1; memset(a, 0, sizeof(a)); }   //构造函数     BigNum(const int);       //将一个int类型的变量转化为大数     BigNum(const char*);     //将一个字符串类型的变量转化为大数     BigNum(const BigNum &);  //拷贝构造函数     BigNum &operator=(const BigNum &);   //重载赋值运算符,大数之间进行赋值运算     friend istream& operator>>(istream&, BigNum&);   //重载输入运算符     friend ostream& operator<<(ostream&, BigNum&);   //重载输出运算符     BigNum operator+(const BigNum &) const;   //重载加法运算符,两个大数之间的相加运算      BigNum operator-(const BigNum &) const;   //重载减法运算符,两个大数之间的相减运算      BigNum operator*(const BigNum &) const;   //重载乘法运算符,两个大数之间的相乘运算      BigNum operator/(const int   &) const;    //重载除法运算符,大数对一个整数进行相除运算     BigNum operator^(const int  &) const;    //大数的n次方运算     int    operator%(const int  &) const;    //大数对一个int类型的变量进行取模运算         bool   operator>(const BigNum & T)const;   //大数和另一个大数的大小比较     bool   operator>(const int & t)const;      //大数和一个int类型的变量的大小比较     void print();       //输出大数     void printline();    //输出大数并换行  }; BigNum::BigNum(const int b)     //将一个int类型的变量转化为大数 {     int c, d = b;     len = 0;     memset(a, 0, sizeof(a));     while (d > MAXN)     {         c = d - (d / (MAXN + 1)) * (MAXN + 1);         d = d / (MAXN + 1);         a[len++] = c;     }     a[len++] = d; } BigNum::BigNum(const char*s)     //将一个字符串类型的变量转化为大数 {     int t, k, index, l, i;     memset(a, 0, sizeof(a));     l = strlen(s);     len = l / DLEN;     if (l%DLEN)         len++;     index = 0;     for (i = l - 1; i >= 0; i -= DLEN)     {         t = 0;         k = i - DLEN + 1;         if (k<0)             k = 0;         for (int j = k; j <= i; j++)             t = t * 10 + s[j] - '0';         a[index++] = t;     } } BigNum::BigNum(const BigNum & T) : len(T.len)  //拷贝构造函数 {     int i;     memset(a, 0, sizeof(a));     for (i = 0; i < len; i++)         a[i] = T.a[i]; } BigNum & BigNum::operator=(const BigNum & n)   //重载赋值运算符,大数之间进行赋值运算 {     int i;     len = n.len;     memset(a, 0, sizeof(a));     for (i = 0; i < len; i++)         a[i] = n.a[i];     return *this; } istream& operator>>(istream & in, BigNum & b)   //重载输入运算符 {     char ch[MAXSIZE * 4];     int i = -1;     in >> ch;     int l = strlen(ch);     int count = 0, sum = 0;     for (i = l - 1; i >= 0;)     {         sum = 0;         int t = 1;         for (int j = 0; j<4 && i >= 0; j++, i--, t *= 10)         {             sum += (ch[i] - '0')*t;         }         b.a[count] = sum;         count++;     }     b.len = count++;     return in; } ostream& operator<<(ostream& out, BigNum& b)   //重载输出运算符 {     int i;     cout << b.a[b.len - 1];     for (i = b.len - 2; i >= 0; i--)     {         cout.width(DLEN);         cout.fill('0');         cout << b.a[i];     }     return out; } BigNum BigNum::operator+(const BigNum & T) const   //两个大数之间的相加运算 {     BigNum t(*this);     int i, big;      //位数        big = T.len > len ? T.len : len;     for (i = 0; i < big; i++)     {         t.a[i] += T.a[i];         if (t.a[i] > MAXN)         {             t.a[i + 1]++;             t.a[i] -= MAXN + 1;         }     }     if (t.a[big] != 0)         t.len = big + 1;     else         t.len = big;     return t; } BigNum BigNum::operator-(const BigNum & T) const   //两个大数之间的相减运算  {     int i, j, big;     bool flag;     BigNum t1, t2;     if (*this>T)     {         t1 = *this;         t2 = T;         flag = 0;     }     else     {         t1 = T;         t2 = *this;         flag = 1;     }     big = t1.len;     for (i = 0; i < big; i++)     {         if (t1.a[i] < t2.a[i])         {             j = i + 1;             while (t1.a[j] == 0)                 j++;             t1.a[j--]--;             while (j > i)                 t1.a[j--] += MAXN;             t1.a[i] += MAXN + 1 - t2.a[i];         }         else             t1.a[i] -= t2.a[i];     }     t1.len = big;     while (t1.a[len - 1] == 0 && t1.len > 1)     {         t1.len--;         big--;     }     if (flag)         t1.a[big - 1] = 0 - t1.a[big - 1];     return t1; } BigNum BigNum::operator*(const BigNum & T) const   //两个大数之间的相乘运算  {     BigNum ret;     int i, j, up;     int temp, temp1;     for (i = 0; i < len; i++)     {         up = 0;         for (j = 0; j < T.len; j++)         {             temp = a[i] * T.a[j] + ret.a[i + j] + up;             if (temp > MAXN)             {                 temp1 = temp - temp / (MAXN + 1) * (MAXN + 1);                 up = temp / (MAXN + 1);                 ret.a[i + j] = temp1;             }             else             {                 up = 0;                 ret.a[i + j] = temp;             }         }         if (up != 0)             ret.a[i + j] = up;     }     ret.len = i + j;     while (ret.a[ret.len - 1] == 0 && ret.len > 1)         ret.len--;     return ret; } BigNum BigNum::operator/(const int & b) const   //大数对一个整数进行相除运算 {     BigNum ret;     int i, down = 0;     for (i = len - 1; i >= 0; i--)     {         ret.a[i] = (a[i] + down * (MAXN + 1)) / b;         down = a[i] + down * (MAXN + 1) - ret.a[i] * b;     }     ret.len = len;     while (ret.a[ret.len - 1] == 0 && ret.len > 1)         ret.len--;     return ret; } int BigNum::operator %(const int & b) const    //大数对一个int类型的变量进行取模运算     {     int i, d = 0;     for (i = len - 1; i >= 0; i--)     {         d = ((d * (MAXN + 1)) % b + a[i]) % b;     }     return d; } BigNum BigNum::operator^(const int & n) const    //大数的n次方运算 {     BigNum t, ret(1);     int i;     if (n<0)         exit(-1);     if (n == 0)         return 1;     if (n == 1)         return *this;     int m = n;     while (m>1)     {         t = *this;         for (i = 1; i << 1 <= m; i <<= 1)         {             t = t*t;         }         m -= i;         ret = ret*t;         if (m == 1)             ret = ret*(*this);     }     return ret; } bool BigNum::operator>(const BigNum & T) const   //大数和另一个大数的大小比较 {     int ln;     if (len > T.len)         return true;     else if (len == T.len)     {         ln = len - 1;         while (a[ln] == T.a[ln] && ln >= 0)             ln--;         if (ln >= 0 && a[ln] > T.a[ln])             return true;         else             return false;     }     else         return false; } bool BigNum::operator >(const int & t) const    //大数和一个int类型的变量的大小比较 {     BigNum b(t);     return *this>b; } void BigNum::print()    //输出大数 {     int i;     cout << a[len - 1];     for (i = len - 2; i >= 0; i--)     {         cout.width(DLEN);         cout.fill('0');         cout << a[i];     } } void BigNum::printline() {     print();     puts(""); }
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