分治法求大整数乘法,给出c语言代码实现

时间: 2023-05-28 18:05:52 浏览: 103
以下是使用分治法求大整数乘法的C语言代码实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> // 将大整数字符串转换为整数数组,存储每一位的数字 void str2num(char *str, int *num, int len) { int i; for (i = 0; i < len; i++) { num[i] = str[len - i - 1] - '0'; } } // 将整数数组转换为大整数字符串 void num2str(int *num, int len, char *str) { int i; for (i = len - 1; i >= 0; i--) { str[len - i - 1] = num[i] + '0'; } str[len] = '\0'; } // 大整数加法 void add(int *a, int *b, int *c, int len) { int i; int carry = 0; for (i = 0; i < len; i++) { c[i] = a[i] + b[i] + carry; if (c[i] >= 10) { c[i] -= 10; carry = 1; } else { carry = 0; } } if (carry == 1) { c[len] = 1; } } // 大整数减法 void sub(int *a, int *b, int *c, int len) { int i; int borrow = 0; for (i = 0; i < len; i++) { c[i] = a[i] - b[i] - borrow; if (c[i] < 0) { c[i] += 10; borrow = 1; } else { borrow = 0; } } } // 大整数乘法,采用分治法 void multiply(int *a, int *b, int *c, int len) { if (len == 1) { c[0] = a[0] * b[0]; return; } int i; int *a1, *a2, *b1, *b2, *c1, *c2, *c3; int len1 = len / 2; int len2 = len - len1; a1 = (int*) malloc(sizeof(int) * len1); a2 = (int*) malloc(sizeof(int) * len2); b1 = (int*) malloc(sizeof(int) * len1); b2 = (int*) malloc(sizeof(int) * len2); c1 = (int*) malloc(sizeof(int) * (len1 + len2)); c2 = (int*) malloc(sizeof(int) * (len1 + len2)); c3 = (int*) malloc(sizeof(int) * (len1 + len2)); memset(c1, 0, sizeof(int) * (len1 + len2)); memset(c2, 0, sizeof(int) * (len1 + len2)); memset(c3, 0, sizeof(int) * (len1 + len2)); // 将a、b分为两部分 for (i = 0; i < len1; i++) { a1[i] = a[i]; b1[i] = b[i]; } for (i = 0; i < len2; i++) { a2[i] = a[i + len1]; b2[i] = b[i + len1]; } // 递归求解c1 = a1 * b1 multiply(a1, b1, c1, len1); // 递归求解c3 = a2 * b2 multiply(a2, b2, c3, len2); // 递归求解c2 = (a1 + a2) * (b1 + b2) - c1 - c3 int *tmp1, *tmp2; tmp1 = (int*) malloc(sizeof(int) * len1 * 2); tmp2 = (int*) malloc(sizeof(int) * len2 * 2); memset(tmp1, 0, sizeof(int) * len1 * 2); memset(tmp2, 0, sizeof(int) * len2 * 2); add(a1, a2, tmp1, len1); add(b1, b2, tmp2, len1); multiply(tmp1, tmp2, c2, len1 * 2); sub(c2, c1, tmp1, len1 * 2); sub(tmp1, c3, c2, len1 * 2); // 合并结果 for (i = 0; i < len1 + len2; i++) { c[i] += c1[i]; c[i + len1] += c3[i]; c[i + len1 / 2] += c2[i]; } free(a1); free(a2); free(b1); free(b2); free(c1); free(c2); free(c3); free(tmp1); free(tmp2); } int main() { char str1[1000], str2[1000]; int num1[1000], num2[1000], result[2000]; memset(num1, 0, sizeof(num1)); memset(num2, 0, sizeof(num2)); memset(result, 0, sizeof(result)); scanf("%s %s", str1, str2); int len1 = strlen(str1); int len2 = strlen(str2); str2num(str1, num1, len1); str2num(str2, num2, len2); multiply(num1, num2, result, len1 + len2); char str[2001]; num2str(result, len1 + len2, str); printf("%s\n", str); return 0; } ``` 在以上代码中,`str2num`函数将大整数字符串转换为整数数组,`num2str`函数将整数数组转换为大整数字符串;`add`函数实现大整数加法,`sub`函数实现大整数减法;`multiply`函数使用分治法实现大整数乘法,递归求解三个子问题,然后将其合并得到结果。在合并过程中,需要将`c1`和`c3`分别放在结果数组的前面和后面,将`c2`放在结果数组的中间。最后,将结果数组转换为大整数字符串输出。

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