C++用链表实现大整数加减法操作: 32 位机器直接操作的数据最大为 32 个 bit,若超过 32bit,则需要单独设计算法。在这 里,可以用链表每个结点存储大整数的每一位的十进制数字,则可以进行大整数的算数运算, 该实验仅实现加减法操作。 要求: 1, 随机产生 2 个 1~50 位的数字串,并存储到 2 个链表中。 2, 进行加法或减法操作,结果存储到新的链表中。 3, 打印运算结果。

时间: 2023-05-26 22:04:49 浏览: 242
本题需要使用链表来存储大整数,其中每个结点存储一个数字(0~9),并且需要自己编写链表的相关操作。另外,大整数的加减法操作需要注意进位和借位的问题。 下面是一个参考代码实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define MAX_LEN 50 // 最大位数 typedef struct node { // 链表结点定义 int value; // 存储的数字 struct node *next; // 指向下一个结点的指针 } Node; typedef struct { // 链表定义 Node *head; // 头结点指针 int len; // 长度 } LinkedList; void init_list(LinkedList *list); void add_to_list(LinkedList *list, int value); void print_list(LinkedList list); void generate_number_str(char *num_str, int max_len); LinkedList generate_list(char *num_str); LinkedList add_list(LinkedList list1, LinkedList list2); LinkedList sub_list(LinkedList list1, LinkedList list2); int main() { srand(time(NULL)); // 初始化随机数种子 char num_str1[MAX_LEN + 1], num_str2[MAX_LEN + 1]; generate_number_str(num_str1, MAX_LEN); generate_number_str(num_str2, MAX_LEN); LinkedList list1 = generate_list(num_str1); LinkedList list2 = generate_list(num_str2); printf("num1: "); print_list(list1); printf("num2: "); print_list(list2); LinkedList result = add_list(list1, list2); // 进行加法操作 printf("Addition result: "); print_list(result); result = sub_list(list1, list2); // 进行减法操作 printf("Subtraction result: "); print_list(result); return 0; } // 初始化链表 void init_list(LinkedList *list) { list->head = NULL; list->len = 0; } // 添加结点到链表尾部 void add_to_list(LinkedList *list, int value) { Node *node = malloc(sizeof(Node)); // 创建结点 node->value = value; node->next = NULL; if (list->head == NULL) { // 链表为空,设置头结点 list->head = node; } else { // 链表不为空,遍历到尾部 Node *last = list->head; while (last->next != NULL) { last = last->next; } last->next = node; } list->len++; } // 打印链表中的数字 void print_list(LinkedList list) { Node *node = list.head; while (node != NULL) { printf("%d", node->value); node = node->next; } printf("\n"); } // 随机生成一个指定长度的数字串 void generate_number_str(char *num_str, int max_len) { int len = rand() % max_len + 1; // 随机生成长度 for (int i = 0; i < len; i++) { num_str[i] = rand() % 10 + '0'; // 随机生成数字字符 } num_str[len] = '\0'; } // 将数字串转换为链表 LinkedList generate_list(char *num_str) { LinkedList list; init_list(&list); int len = 0; while (num_str[len] != '\0') { len++; } for (int i = 0; i < len; i++) { int value = num_str[i] - '0'; // 将字符转换为数字 add_to_list(&list, value); } return list; } // 大整数加法 LinkedList add_list(LinkedList list1, LinkedList list2) { LinkedList result; init_list(&result); Node *node1 = list1.head; Node *node2 = list2.head; int carry = 0; // 进位标志 while (node1 != NULL || node2 != NULL) { int value1 = node1 ? node1->value : 0; // 如果链表已经遍历完,使用 0 int value2 = node2 ? node2->value : 0; int sum = value1 + value2 + carry; // 相加 carry = sum / 10; // 如果有进位,carry 置为 1 int value = sum % 10; // 当前位的结果 add_to_list(&result, value); if (node1) node1 = node1->next; // 遍历链表 if (node2) node2 = node2->next; } if (carry) { // 如果最高位有进位,需要再添加一位 add_to_list(&result, 1); } return result; } // 大整数减法 LinkedList sub_list(LinkedList list1, LinkedList list2) { LinkedList result; init_list(&result); Node *node1 = list1.head; Node *node2 = list2.head; int borrow = 0; // 借位标志 while (node1 != NULL) { int value1 = node1->value; int value2 = node2 ? node2->value : 0; // 如果链表已经遍历完,使用 0 value1 -= borrow; // 处理上一位借位的情况 borrow = 0; if (value1 < value2) { // 需要借位 value1 += 10; borrow = 1; } int value = value1 - value2; add_to_list(&result, value); node1 = node1->next; if (node2) node2 = node2->next; } // 去除结果高位的 0 Node *node = result.head; while (node->next != NULL && node->value == 0) { Node *temp = node; node = node->next; free(temp); result.head = node; result.len--; } return result; } ``` 该程序首先随机生成两个数字串,然后将其转换为链表分别存储,接着依次调用大整数加法和减法函数,并将结果输出到控制台。需要注意,由于减法操作可能产生结果中的高位为 0,因此需要在函数中特判处理。
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