高精度模板( 加,减,乘,除(有余数),阶乘(20万以内) ) (C语言实现)(注释多多)
本文最后更新于 160 天前,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

今天老师讲了如何用C语言来做大数与大数的运算
废话少说,下面是正文


源代码+注释

#include <stdio.h>   
#include <string.h>   
#include <math.h>     
#include <stdlib.h>
char s[10001],ss[10001];
int a[10001],b[10001],c[10001];
char arr[1000000],cha[1000000];
int d,len;

int Compare(char a[],char b[])     //比较字符串的大小,方法不同于strcmp函数,类似于整型常量的比较
{

    int lena,lenb,i;
    lena=strlen(a);         //a的长度 
    lenb=strlen(b);         //b的长度 
    if(lena<lenb) 
        return -1;      //如果a的长度比b小,返回-1 
    else if(lena>lenb) 
        return 1;       //不是,返回1 
    else
    {
        if(strcmp(a,b)==0)     
            return 0;
        else
        { 
            for(i=0;i<lena;i++)
            { 
                if(a[i]>b[i]) 
                    return 1;
                if(a[i]<b[i]) 
                    return -1;
            }
            return 0;
        }
    }
}

int Judge(char ch[])         //判断字符串ch是否全为0,若全为0,返回1,否则返回0
{
    int i,k;
    k=strlen(ch);
    for(i=0;i<k;i++) 
        if(ch[i]!='0') 
            return 0;
        return 1;
}

/*-------------高精度加法--------------*/
void jia()     //自定义函数"jia"(名字low了一点(好像不是一点,但容易理解不是吗)) 
{
    int l1 = strlen(s);     //"strlen"是一个计算字符串长度的函数 
    int l2 = strlen(ss);    //将输入的两个字符串的长度赋值给l1,l2
    if (l1 > l2) 
        len = l1;      //将len赋值为l1,l2中大的那个 
    else 
        len = l2;
//        for (int i = 0 ; i <= len ; i++)  //清零(这里for循环和下面三句memset都为将字符串清零 ) 
//            a[i] = b[i] = c[i] = 0;
    memset(a,0,sizeof(a));    //清零too(只能清零,不能干别的) 
    memset(b,0,sizeof(b));    //这是清零函数(字符串)
                                           //两个for循环是将输入的两个字符串倒过来
    for (int i = l1 - 1 ; i >= 0 ; i--)    //再将字符串里的字符转换为数字赋值给a,b整型数组 
        a[l1 - i - 1] = s[i] - '0';        //但为什么大数要用字符串存呢?
    for (int i = l2 - 1 ; i >= 0 ; i--)    //因为大数太大,用任何整型变量都存不下 
        b[l2 - i - 1] = ss[i] - '0';       //为什么要把字符串倒过来赋值呢? 
                                    //因为大数与大数是一位一位运算的,还要涉及进位等 
    for (int i = 0 ; i < len ; i++)
    {
        a[i] = a[i] + b[i];    //运算 
        a[i+1]+= a[i] / 10;    //如有进位,在后一位上加上 
        a[i] = a[i] % 10;      //原来那一位减掉进位了的 
    }
    if (a[len] != 0) 
        len++;    //如果有进位就多显示一位(这句话很重要)
    printf("结果:\n");
    printf("%s + %s = ",s,ss); 
    for (int i = len - 1 ;i >= 0 ;i--)  //输出结果 
        printf("%d",a[i]);
    printf("\n");
}                              //高精度加法你懂了吗? 


/*-------------高精度减法--------------*/    
void jian()
{
    int l1 = strlen(s);    //字符串长度 
    int l2 = strlen(ss);
    int flag = 0;         //一个记录正负的变量(后面就知道啦) 

    memset(a,0,sizeof(a));       
    memset(b,0,sizeof(b));      

    if ( l1 < l2 || (strcmp(s,ss) < 0 && l1 == l2) )    //这个比较重要是来判断前后两数的大小的  
    {                                           //不然一个小的数减一个大的数是大于零的就尴尬了
        flag = 1; //这里是把正负记录下来  
        for (int i = l2 - 1 ; i >= 0 ; i--)    //倒过来输入 
            a[l2 - i - 1] = ss[i] - '0';      //将字符串里的字符转换为数字 
        for (int i = l1 - 1 ; i >= 0 ; i--)
            b[l1 - i - 1] = s[i] - '0';
    }
    else
    {
        for (int i = l1 - 1 ; i >= 0 ; i--)   //同理,倒过来输入 
            a[l1 - i - 1] = s[i] - '0';
        for (int i = l2 - 1 ; i >= 0 ; i--)
            b[l2 - i - 1] = ss[i] - '0';
    }
    if (l1 > l2) 
        len = l1;             //len赋值为其中大的数 
    else 
        len = l2; 
    for (int i = 0 ; i < len ; i++)
    {
        a[i] = a[i] - b[i];     //运算 
        if (a[i] < 0)          //如果减得多了 
        {
            a[i+1]-=1;         //向前要一位 
            a[i]+=10;          
        }
    }

    while (a[len - 1] == 0 && len>1) 
        len--;   //while去零法,了解一下(名字现编的,别搜百度了)
    printf("结果:\n"); 
    printf("%s - %s = ",s,ss);
    if (flag == 1) 
        printf("-");     //如果结果是负的,先输出一个负号
    for (int i = len - 1 ;i >= 0 ;i--)   //再输出结果 
        printf("%d",a[i]);
    printf("\n");   //换行 
}                           //高精度减法你懂了吗? 


/*-------------高精度乘法(低)--------------*/    
void cheng_di()    //这里的低是指高精度乘低精度,OK? 
{
    len = strlen(s);       //记录字符长长度(这里只有一个字符串) 
    memset(a,0,sizeof(a));   //清空数组     
    for (int i = 0 ; i < len ; i++)    //将字符串里的字符转换为数字
        a[len - i - 1] = s[i] - '0';
    int jinwei = 0;
    for (int i = 0 ; i < len ; i++)
    {
        a[i] = a[i] * d + jinwei;    //运算 
        jinwei = a[i] / 10;      //进位 
        a[i] %= 10;
    }

    if (jinwei != 0)
    {
        a[len] = jinwei;       //将进位后的数字保存在最后一位 
        len++;          //并把位数+1 
        while (a[len - 1] >= 10)
        {
            a[len] = a[len - 1] / 10;    //把进位搞好后再把后面的数字也弄好 
            a[len - 1] %= 10;
            len++;     //把位数++ 
        }
    }
    while (a[len - 1] == 0 && len > 1) 
        len--;     //while去零法 
    printf("结果:\n");
    printf("%s × %d = ",s,d);
    for (int i = len - 1 ; i >= 0; i--)    //输出结果 
        printf("%d",a[i]);
    printf("\n");     //换行 
}                               //高精度乘法(低)你懂了吗 


/*-------------高精度乘法(高)--------------*/    
void cheng_gao()     //高是指高精度乘高精度 
{
    len = strlen(s);
    memset(a,0,sizeof(a));   
    memset(b,0,sizeof(b));
    memset(c,0,sizeof(c));  
    for (int i = 0 ; i < len ; i++)
        a[len - i - 1] = s[i] - '0';    //转化 
    int lenn = strlen(ss);
    for (int i = 0 ; i < lenn ; i++)
        b[lenn - i - 1] = ss[i] - '0';

    memset(c,0,sizeof(c));   //清零 
    for (int i = 0 ; i < len ; i++)
        for (int j = 0 ; j < lenn ; j++)
            c[i + j] += a[i] * b[j];       //运算(这个就有一点复杂了) 

    int l = len + lenn - 1;    //l是结果的最高位数 
    for (int i = 0 ; i < l ;i++)
    {
        c[i + 1] += c[i] / 10;    //保证每一位的数都只有一位,并进位 
        c[i] %= 10;
    }
    if (c[l] > 0) l++;     //保证最高位数是对的 
    while (c[l - 1] >= 10)
    {
        c[l] = c[l - 1] / 10;
        c[l - 1] %= 10;
        l++;
    }
    while (c[l - 1] == 0 && l > 1) 
        l--;    //while去零法 
    printf("结果:\n");
    printf("%s × %s = ",s,ss);
    for (int i = l - 1; i >= 0 ; i--)    //输出结果 
        printf("%d",c[i]);
    printf("\n");     //换行 
}                               //高精度乘法(高)你懂了吗


/*-------------高精度除法(低)--------------*/    
void chu_di()       //高精除低精 
{
    int yu=0;
    memset(a,0,sizeof(a));    //清空数组a 
    memset(b,0,sizeof(b));    //清空数组b 
    len=strlen(s);            //s的长度 
    for(int i=0;i<=len-1;i++)     //将 
        a[i+1]=s[i]-'0';
    for(int ii=1;ii<=len;ii++)
    {
        b[ii]=(yu*10+a[ii])/d;
        yu=(yu*10+a[ii])%d;
    }
    int lenb=1;
    while(b[lenb]==0&&lenb<len)
        lenb++;
    printf("结果:\n");
    printf("%s ÷ %d = ",s,d);
    for(int j=lenb;j<=len;j++)
        printf("%d",b[j]);
    if(yu!=0)
        printf("......%d",yu);
    printf("\n");       
}


/*-------------高精度除法(高)--------------*/
void Sub(char a1[],char b1[])     
{//a1为被减数,b1为减数

    int lena,lenb,i,j,k,flag;
    int a[1000]={0},b[1000]={0},d[1000]={0};
    lena=strlen(a1);
    lenb=strlen(b1);
    if(Compare(a1,b1)>=0) 
    {//若被减数大于等于减数
        for(i=0;i<lena;i++)  a[i]=a1[lena-1-i]-'0';
        for(i=0;i<lenb;i++)  b[i]=b1[lenb-1-i]-'0';
        flag=0;//结果正的标志
    }
    else 
    {//若被减数小于减数
        for(i=0;i<lenb;i++) a[i]=b1[lenb-1-i]-'0';
        for(i=0;i<lena;i++)  b[i]=a1[lena-1-i]-'0';
        flag=1;//结果负的标志
    }
    k=lena>lenb?lena:lenb;
    for(i=0;i<k;i++)
    {//大数减小数
        if(a[i]<b[i])
        {//若被减数不够减,向高位借一位
            a[i+1]--;
            d[i]=a[i]-b[i]+10; 
        }
        else  d[i]=a[i]-b[i];
    }
    //若较高位已为,并且不止位时
    while(!d[i-1])
    {  k--; i--;  }
    //根据flag,输出有无"-"
    if(!flag)
    { 
        for(i=0;i<k;i++)
        {//将结果转化为字符逆着赋给数组c

            if(!i&&!d[k-i-1])//若差的第一个字母为0,则马上跳过

                continue;

            cha[i]=d[k-i-1]+'0'; 
        } 
    }
    else 
    { 
        cha[0]='-'; 
        for(i=1;i<=k;i++)
        {//将结果转化为字符逆着赋给数组c
            if(i==1&&!d[k-i])//若差的第一个字母为,则马上跳过
                continue;
            cha[i]=d[k-i]+'0';//注意d的下标,不是k-i-1
        }
    }
    if(Judge(cha))//若差全为,则只输出一个
        strcpy(cha,"0");
}

void chu_gao()
{
    char a[1000],b[1000],t[1000];
    int lens,lent,i,j,k,flag=0;
    memset(arr,0,sizeof(arr));
    if(Compare(s,ss)<0)   //若被除数小于除数,则商为0,余数为被除数
        strcpy(arr,s);
    else if(!Compare(s,ss)) //若两数相等,则商为1,余数为0
        cha[0]='1';
    else         //若被除数大于除数
    { 
        j=lent=0; lens=strlen(s); 
        memset(b,0,sizeof(b)); 
        memset(t,0,sizeof(t));
        for(i=0;i<lens;i++)   //计算得到被除数的前几位,得到整型数组形式的商
                              //t的一个元素表示一次相除的商
        {
            b[j++]=s[i]; 
            flag=0;
            while(Compare(b,ss)>=0)
            {
                Sub(b,ss);
                strcpy(b,cha);
                memset(cha,0,sizeof(cha));
                t[lent]++;
                flag=1;            //控制t的元素的位置
            }
            if(flag)               //将商转换为字符
                t[lent]+='0';
            else                  //当被除数前几位小于除数,商补  
                t[lent]='0';
            if(!strcmp(b,"0"))     //若b为''  
                j=0;
            else             //继续在b的后面加值    
                j=strlen(b);
            lent++; 
        }
        k=0;
        for(i=0;i<lent;i++)

            if(t[i]!='0')
                break;           //找到t数组中第一个不为0的位置
            for(j=i;j<lent;j++) 
                cha[k++]=t[j];
            strcpy(arr,b); 
    }
    if(Judge(cha))
        strcpy(cha,"0");
    if(Judge(arr))
        strcpy(arr,"0");
}


/*-------------高精度阶乘--------------*/     //这个函数不是我写的,特此申明,侵删 
unsigned int *x;    //动态数组 
/* 求N!的位数公式 log10(1)+log10(2)+···+log10(n) 取整加1  */
int wei(int d)
{
    int i;
    double sum=0;
    for(i=1;i<=d;i++) sum+=log10((double)i);
    /* 以万为进制,一位可以表示4个数,减少存储空间 */
    return (int)((sum+1)/4+1);
}

void jiecheng()
{
    int i,j,jinwei,weishu=1,temp;
    /* 依据阶乘位数申请动态数组 */
    x=(unsigned int*) malloc(wei(d)*sizeof(int));
    x[0]=1;
    if(d>30000)
        printf("\n这数字太大了!\n可能有点慢,稍等!\n");
    else 
    if(d>2000)
        printf("\n这数字有点大呀!\n\n"); 
    for(i=2;i<=d;i++)
    {
        jinwei=0;
        for(j=1;j<=weishu;j++)
        {
            temp=x[j-1]*i+jinwei;
            if (temp>=1)
            {
                /* 以万为进制,提高运算速度 */
                x[j-1]=temp%10000;
                jinwei=temp/10000;
            }
        }
        while(jinwei)
        {
            weishu++;
            x[weishu-1]=jinwei%10000;
            jinwei/=10000;
        }
    }
    printf("结果:\n");
    /* 先输出第一个数,防止首位出现0 */
    printf("%d ! = ",d);
    printf("%d",x[weishu-1]);
    /* 输出其余的数,因为万进制,需要补0 */
    for(j=weishu-2;j>=0;j--) printf("%04d",x[j]);
    /* 释放申请的内存 */
    free(x);    
} 
 
int main()   
{
    scanf
    printf
    return 0;
}

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