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c++两个数组相加_算法:如何实现大正整数相加?

作者:Byte_Liu 来源:http://byteliu.com/categories/           

题目:在不使用BigInteger类的情况下,如何计算两个大正整数的和?

程序不可能通过一条指令计算出两个大整数的和,但我们可以把一个大运算拆分成多个小运算, 像小学生一样列竖式进行按位运算。这里还有一个问题,我们都知道long类型的取值范围是:

最小值:Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808 (-2的63次方)

最大值:Long.MAX_VALUE=9223372036854775807 (2的63次方-1)

如果大整数超出了long类型能表示的范围,我们如何存储这样的整数呢?

很容易想到,使用数组存储即可,数组的每一个元素对应大整数的每一个位数。           

在程序中列出的 “竖式” 究竟是什么样子呢?

我们以 426709752318 + 95481253129 为例,来看看大整数相加的详细步骤:

c++两个数组相加_算法:如何实现大正整数相加?

第一步,把整数倒序存储,整数的个位存于数组0下标位置,最高位存于数组长度-1下标位置。之所以倒序存储,更加符合我们从左到右访问数组的习惯。

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第二步,创建结果数组,结果数组的最大长度是较大整数的位数+1,原因很明显。

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第三步,遍历两个数组,从左到右按照对应下标把元素两两相加,就像小学生计算竖式一样。

例子中,最先相加的是数组A的第1个元素8和数组B的第1个元素9,结果是7,进位1。把7填充到Result数组的对应下标,进位的1填充到下一个位置:

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第二组相加的是数组A的第2个元素1和数组B的第2个元素2,结果是3,再加上刚才的进位1,把4填充到Result数组的对应下标:

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第三组相加的是数组A的第3个元素3和数组B的第3个元素1,结果是4,把4填充到Result数组的对应下标:

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第四组相加的是数组A的第4个元素2和数组B的第4个元素3,结果是5,把5填充到Result数组的对应下标:

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以此类推……一直把数组的所有元素都相加完毕:

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第四步,把Result数组的全部元素再次逆序,去掉首位的,就是最终结果:

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如果给定的大整数最长位数是n,那么创建数组、按位运算、结果逆序的时间复杂度各自都是O(n),整体时间复杂度就是O(n)。

/** * 类描述: 大整数求和 * * @author yugu.lx 2018/10/20 23:02 PM */public class BigNumSum { public static void main(String args[]) { char c = '7'; int i = c; //如何把 char ‘7’ 转为 int 7, 不能直接int i= '7'转化,那样得到是‘7’的Ascii值,即int 55 System.out.println(i); //可以采用如下方式进行操作把 char ‘7’ 转为 int 7;‘0’的Ascii值是48 int ii = c - '0'; System.out.println(ii); System.out.println(new BigNumSum().bigNumSum("426709752318