设计一个程序实现两个任意长的整数求和运算。 基本要求 利用双向循环链表实现长整数的存储,每个结点含一个整型变量。任何整型变量的范围是 -(21*-1)~(21*-1)。 输入和输出形式:每4位- -组, 组间用逗号隔开。 测试数据 (1)0和0,应输出“0”。 (2) -2345,6789,-7654,3211, 应输出“-10000,0000”。 (3) 9999.9999,,000000000, 应输出9999,000,0001”。 录 (4) 1,001,000,-1,001,0001, 应输出“0”。 (5) 1,00,0001, -1 ,00,0000,应输出“1”。 实现提示 (1)每个结点中可以存放的最大整数为219-1=32767,这样才能保证两数相加不会溢出。但若按 32 768进制数存放,在+进制数与32768进制数之间的转换十分不方便,故可以在每个结点中仅存放十 进制数的4位,即不超过9 999的非负整数,整个链表视为万进制数。 (2)可以利用头结点数据域的符号代表长整数的符号。用其绝对值表示元素结点数目。相加过程 中不要破坏两个操作数链表。两操作数的头指针存于指针数组中是简化程序结构的一一种方法。 不能给 长整数位数规定上限。用c语言做

时间: 2023-06-14 17:04:26 浏览: 205
以下是基于双向循环链表实现任意长整数求和运算的C语言程序: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_DIGITS 4 // 每个结点存放的最大位数 #define BASE 10000 // 进制数,即10的4次方 // 长整数结点 typedef struct IntegerNode { int value; // 存放值 struct IntegerNode* prev; // 指向上一个结点的指针 struct IntegerNode* next; // 指向下一个结点的指针 } IntegerNode; // 长整数 typedef struct Integer { IntegerNode* head; // 指向头结点的指针 int sign; // 符号,1表示正数,-1表示负数 int length; // 结点数目,即数值的位数 } Integer; // 初始化长整数 void init_integer(Integer* integer) { integer->head = (IntegerNode*)malloc(sizeof(IntegerNode)); integer->head->prev = integer->head->next = integer->head; integer->sign = 1; integer->length = 0; } // 销毁长整数 void destroy_integer(Integer* integer) { IntegerNode* node = integer->head->next; while (node != integer->head) { IntegerNode* next_node = node->next; free(node); node = next_node; } free(integer->head); integer->head = NULL; integer->sign = 1; integer->length = 0; } // 在长整数的末尾添加一个结点 void append_node(Integer* integer, int value) { IntegerNode* node = (IntegerNode*)malloc(sizeof(IntegerNode)); node->value = value; node->prev = integer->head->prev; node->next = integer->head; node->prev->next = node; node->next->prev = node; integer->length++; } // 从字符串中初始化长整数 void init_integer_from_string(Integer* integer, const char* str) { init_integer(integer); int length = strlen(str); int start = 0; if (str[0] == '-') { integer->sign = -1; start = 1; } int i; for (i = start; i < length; i += MAX_DIGITS) { int end = i + MAX_DIGITS; if (end > length) { end = length; } int value = 0; int j; for (j = i; j < end; j++) { value = value * 10 + str[j] - '0'; } append_node(integer, value); } while (integer->head->prev != integer->head && integer->head->prev->value == 0) { IntegerNode* node = integer->head->prev; node->prev->next = integer->head; integer->head->prev = node->prev; free(node); integer->length--; } if (integer->length == 0) { integer->sign = 1; } } // 将长整数转换为字符串 void integer_to_string(const Integer* integer, char* str) { if (integer->length == 0) { strcpy(str, "0"); return; } if (integer->sign == -1) { *str++ = '-'; } IntegerNode* node = integer->head->prev; while (node != integer->head) { int value = node->value; sprintf(str, "%04d", value); str += 4; node = node->prev; } *str = '\0'; } // 比较两个长整数的大小,返回1表示大于,0表示等于,-1表示小于 int compare_integer(const Integer* integer1, const Integer* integer2) { if (integer1->sign > integer2->sign) { return 1; } if (integer1->sign < integer2->sign) { return -1; } IntegerNode* node1 = integer1->head->prev; IntegerNode* node2 = integer2->head->prev; while (node1 != integer1->head && node2 != integer2->head) { if (node1->value > node2->value) { return integer1->sign; } if (node1->value < node2->value) { return -integer1->sign; } node1 = node1->prev; node2 = node2->prev; } if (node1 == integer1->head && node2 == integer2->head) { return 0; } if (node1 == integer1->head) { return -integer1->sign; } return integer1->sign; } // 将长整数加上一个整数 void add_integer(Integer* integer, int value) { if (value == 0) { return; } if (integer->length == 0) { append_node(integer, value); return; } if (integer->sign == -1) { value = -value; } IntegerNode* node = integer->head->prev; int carry = 0; while (value != 0 || carry != 0) { if (node == integer->head) { append_node(integer, 0); node = integer->head->prev; } int sum = node->value + value % BASE + carry; node->value = sum % BASE; carry = sum / BASE; value /= BASE; node = node->prev; } while (integer->head->prev != integer->head && integer->head->prev->value == 0) { IntegerNode* node = integer->head->prev; node->prev->next = integer->head; integer->head->prev = node->prev; free(node); integer->length--; } if (integer->length == 0) { integer->sign = 1; } } // 将长整数加上另一个长整数 void add_integer_integer(Integer* integer1, const Integer* integer2) { if (integer1->sign == integer2->sign) { IntegerNode* node1 = integer1->head->prev; IntegerNode* node2 = integer2->head->prev; int carry = 0; while (node1 != integer1->head && node2 != integer2->head) { int sum = node1->value + node2->value + carry; node1->value = sum % BASE; carry = sum / BASE; node1 = node1->prev; node2 = node2->prev; } while (node2 != integer2->head) { int sum = node2->value + carry; append_node(integer1, sum % BASE); carry = sum / BASE; node2 = node2->prev; } if (carry != 0) { append_node(integer1, carry); } } else if (integer1->sign == 1) { Integer integer3; init_integer(&integer3); integer3.sign = -1; IntegerNode* node1 = integer1->head->prev; IntegerNode* node2 = integer2->head->prev; int borrow = 0; while (node1 != integer1->head && node2 != integer2->head) { int diff = node1->value - node2->value - borrow; if (diff < 0) { diff += BASE; borrow = 1; } else { borrow = 0; } append_node(&integer3, diff); node1 = node1->prev; node2 = node2->prev; } while (node2 != integer2->head) { int diff = -node2->value - borrow; if (diff < 0) { diff += BASE; borrow = 1; } else { borrow = 0; } append_node(&integer3, diff); node2 = node2->prev; } while (node1 != integer1->head) { int diff = node1->value - borrow; if (diff < 0) { diff += BASE; borrow = 1; } else { borrow = 0; } append_node(&integer3, diff); node1 = node1->prev; } while (integer3.head->prev != integer3.head && integer3.head->prev->value == 0) { IntegerNode* node = integer3.head->prev; node->prev->next = integer3.head; integer3.head->prev = node->prev; free(node); integer3.length--; } if (integer3.length == 0) { integer3.sign = 1; } destroy_integer(integer1); *integer1 = integer3; } else { Integer integer3; init_integer(&integer3); integer3.sign = 1; IntegerNode* node1 = integer1->head->prev; IntegerNode* node2 = integer2->head->prev; int borrow = 0; while (node1 != integer1->head && node2 != integer2->head) { int diff = node2->value - node1->value - borrow; if (diff < 0) { diff += BASE; borrow = 1; } else { borrow = 0; } append_node(&integer3, diff); node1 = node1->prev; node2 = node2->prev; } while (node1 != integer1->head) { int diff = -node1->value - borrow; if (diff < 0) { diff += BASE; borrow = 1; } else { borrow = 0; } append_node(&integer3, diff); node1 = node1->prev; } while (node2 != integer2->head) { int diff = node2->value - borrow; if (diff < 0) { diff += BASE; borrow = 1; } else { borrow = 0; } append_node(&integer3, diff); node2 = node2->prev; } while (integer3.head->prev != integer3.head && integer3.head->prev->value == 0) { IntegerNode* node = integer3.head->prev; node->prev->next = integer3.head; integer3.head->prev = node->prev; free(node); integer3.length--; } if (integer3.length == 0) { integer3.sign = 1; } destroy_integer(integer1); *integer1 = integer3; } } int main() { char str1[100], str2[100]; printf("请输入两个长整数(每4位一组,组间用逗号隔开):\n"); scanf("%s %s", str1, str2); Integer integer1, integer2; init_integer_from_string(&integer1, str1); init_integer_from_string(&integer2, str2); add_integer_integer(&integer1, &integer2); char result[100]; integer_to_string(&integer1, result); printf("两数之和为:%s\n", result); destroy_integer(&integer1); destroy_integer(&integer2); return 0; } ``` 程序的核心是`add_integer_integer`函数,它实现了两个长整数相加的功能。当两个长整数符号相同时,它们的绝对值相加即可得到结果,同时需要考虑进位的情况。当两个长整数符号不同时,可以将它们都转换为正数,然后求它们的差,最后根据符号的不同来确定结果的符号。在求差的过程中,需要考虑借位的情况。
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