给出一个C语言大整数乘法程序

时间: 2024-12-08 16:17:07 浏览: 31
在C语言中实现大整数乘法通常采用“长除法”(也称为“Karatsuba算法”或“Strassen算法”的变种,因为它们可以处理更大的数值而不需要占用大量的内存),尤其是当数字位数超过计算机能直接表示范围时。这里我将简述一个基于分治思想的基本大数乘法算法: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_DIGITS 100 // 定义最大数字位数 typedef struct { int digit[MAX_DIGITS]; // 数组存储每一位 int size; // 表示数字的位数 } bigint; // 合并两个bigint void merge(bigint *a, bigint *b) { if (b->size > a->size) { bigint temp = *a; *a = *b; *b = temp; } for (int i = 0; i < b->size; ++i) { a->digit[i + b->size] = b->digit[i]; } a->size += b->size; } // 加法函数 void add(bigint *a, bigint *b) { while (b->size > a->size) { merge(a, b); } for (int i = 0; i < a->size; ++i) { a->digit[i] += b->digit[i]; if (a->digit[i] >= 10) { a->digit[i] -= 10; a->digit[i + 1]++; } } while (a->digit[a->size - 1] == 0 && a->size > 1) { a->size--; } } // 小数点前的乘法 void mult_core(bigint *res, bigint *a, bigint *b) { bigint zero = {0, 0}; // 初始化为零 if (a->size == 0 || b->size == 0) { return; } // 分治乘法 int len = max(a->size, b->size); bigint half_len = len / 2; // 分别计算两部分的乘积 bigint part1[2], part2[2]; part1[0].size = part1[1].size = half_len; part2[0].size = part2[1].size = half_len; for (int i = 0; i < half_len; ++i) { part1[0].digit[i] = a->digit[i]; part1[1].digit[i] = a->digit[i + half_len]; part2[0].digit[i] = b->digit[i]; part2[1].digit[i] = b->digit[i + half_len]; } // 递归乘法 mult_core(&part1[0], &part1[0], &part2[0]); mult_core(&part1[1], &part1[0], &part2[1]); mult_core(&part2[0], &part1[1], &part2[1]); // 结果合并 bigint carry; carry.size = 1; carry.digit[0] = 0; add(&carry, &part1[0]); add(&carry, &part1[1]); add(&carry, &part2[0]); add(&carry, &part2[1]); res->size = len; for (int i = 0; i < len; ++i) { res->digit[i] = carry.digit[i]; } } // 大数乘法 void bigmult(bigint *result, bigint *a, bigint *b) { bigint t1 = *a, t2 = *b; result->size = 0; // 翻转较小的数 if (t1.size > t2.size) { bigint temp = t1; t1 = t2; t2 = temp; } // 进行逐位乘法 for (int i = 0; i <= t1.size; ++i) { bigint temp; temp.size = t2.size + 1; mult_core(&temp, &t1, &t2); add(result, &temp); t2.size += 1; t2.digit[t2.size] = 0; t2.digit[t2.size - 1]--; } } int main() { bigint num1, num2, product; printf("请输入第一个大整数(按空格分隔每个位): "); scanf("%d", &num1.digit[num1.size]); while (scanf("%*d") != EOF) { num1.size++; } num1.size--; printf("请输入第二个大整数(按空格分隔每个位): "); scanf("%d", &num2.digit[num2.size]); while (scanf("%*d") != EOF) { num2.size++; } num2.size--; bigmult(&product, &num1, &num2); printf("结果: "); for (int i = product.size - 1; i >= 0; --i) { printf("%d", product.digit[i]); } printf("\n"); return 0; } ``` 这个程序实现了基本的大整数乘法,用户输入两个大整数,然后程序会计算他们的乘积。注意这只是一个简化版的实现,实际应用可能会有更高效的优化。
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