C++大数模板(推荐)_C 语言

分别使用C++中的运算符重载的方法来实现大数之间的数学运算，包括加法、减法、乘法、除法、n次方、取模、大小比较、赋值以及输入流、输出流的重载。。
并且使用这个大数模板，顺利AC了HDOJ上的1134这个题目的Catalan数计数问题。。
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1134
大数模板的代码如下：

复制代码 代码如下:

#include<iostream>
#include<string>
#include<iomanip>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define MAXN 9999
#define MAXSIZE 10
#define DLEN 4
class BigNum
{
private:
 int a[500];    //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
};
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];
 }
 cout << endl;
}
int main(void)
{
 int i,n;
 BigNum x[101];      //定义大数的对象数组
 x[0]=1;
 for(i=1;i<101;i++)
  x[i]=x[i-1]*(4*i-2)/(i+1);
 while(scanf("%d",&n)==1 && n!=-1)
 {
  x[n].print();
 }
}

时间： 2024-09-30 09:50:44

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