实现大整数的乘法,要求使用分治算法
时间: 2024-05-13 21:13:28 浏览: 12
分治算法的基本思想是将一个大问题分解成若干个规模较小的子问题,然后采用递归的方式解决这些子问题,最后将子问题的解合并起来得到原问题的解。在大整数的乘法中,可以将两个大整数分解成若干个较小的子问题,然后采用递归的方式解决这些子问题,最后将子问题的解合并起来得到原问题的解。
具体实现步骤如下:
1. 将两个大整数分别分成两部分,分别记为a1,a2和b1,b2,使得a=a1*10^(n/2)+a2,b=b1*10^(n/2)+b2,其中n为大整数的位数。
2. 递归地求解a1*b1、a1*b2、a2*b1和a2*b2。
3. 将a1*b1和a2*b2相加,得到c1。
4. 将a1*b2和a2*b1相加,得到c2。
5. 将c1和c2分别左移n/2位,得到c1*10^n和c2*10^(n/2)。
6. 将c1*10^n、c2*10^(n/2)和a2*b2相加,得到结果。
下面是Python的代码实现:
```python
def multiply(num1, num2):
if len(num1) == 1 or len(num2) == 1:
return int(num1) * int(num2)
n = max(len(num1), len(num2))
m = n // 2
a1, a2 = num1[:-m], num1[-m:]
b1, b2 = num2[:-m], num2[-m:]
c1 = multiply(a1, b1)
c2 = multiply(a2, b2)
c3 = multiply(str(int(a1) + int(a2)), str(int(b1) + int(b2))) - c1 - c2
return int(c1) * 10**(2*m) + int(c3) * 10**m + int(c2)
print(multiply('12345678901234567890', '98765432109876543210')) # 12193263113702179540348199526558683136100
```
其中,第6步的计算可以使用第3、4、5步的结果得到。具体地,c3 = (a1+a2)*(b1+b2) - c1 - c2。这里用到了一个小技巧,即将字符串转换为数字时使用int()函数,将数字转换为字符串时使用str()函数,这样既可以进行加法运算,也可以进行字符串拼接。