双向链表设计大整数四则运算题

好的，我可以帮你设计双向链表实现大整数四则运算。

首先，我们可以定义一个节点结构体，有三个成员变量：前驱指针 prev、后继指针 next、节点值 val。其中，节点值 val 可以用一个 int 数组存储，每个 int 存储一位数字。

struct Node {
    int val[4];  // 每个 int 存储 4 位数字
    Node* prev;
    Node* next;
};

然后，我们可以定义一个双向链表结构体，有两个指针成员变量：头指针 head 和尾指针 tail。我们可以在双向链表中定义一些基本的操作，如插入节点、删除节点、遍历链表等。

struct DoubleLinkedList {
    Node* head;
    Node* tail;

    // 在链表末尾插入节点
    void insertNode(Node* node) {
        if (head == NULL) {
            head = tail = node;
        } else {
            tail->next = node;
            node->prev = tail;
            tail = node;
        }
    }

    // 删除链表中的节点
    void deleteNode(Node* node) {
        if (node == head && node == tail) {
            head = tail = NULL;
        } else if (node == head) {
            head = head->next;
            head->prev = NULL;
        } else if (node == tail) {
            tail = tail->prev;
            tail->next = NULL;
        } else {
            node->prev->next = node->next;
            node->next->prev = node->prev;
        }
    }

    // 遍历链表，输出所有节点的值
    void traverse() {
        Node* cur = head;
        while (cur != NULL) {
            for (int i = 3; i >= 0; i--) {
                cout << cur->val[i];
            }
            cur = cur->next;
        }
        cout << endl;
    }
};

有了双向链表的基本操作，我们就可以实现大整数的四则运算了。以下是加法和减法的实现代码。

// 大整数加法
void add(DoubleLinkedList& num1, DoubleLinkedList& num2, DoubleLinkedList& sum) {
    Node* cur1 = num1.head;
    Node* cur2 = num2.head;
    int carry = 0;
    while (cur1 != NULL || cur2 != NULL) {
        Node* node = new Node();
        int val = carry;
        if (cur1 != NULL) {
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                val += cur1->val[i];
            }
            cur1 = cur1->next;
        }
        if (cur2 != NULL) {
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                val += cur2->val[i];
            }
            cur2 = cur2->next;
        }
        carry = val / 10000;
        val = val % 10000;
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            node->val[i] = val % 10;
            val /= 10;
        }
        sum.insertNode(node);
    }
    if (carry > 0) {
        Node* node = new Node();
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            node->val[i] = carry % 10;
            carry /= 10;
        }
        sum.insertNode(node);
    }
}

// 大整数减法
void subtract(DoubleLinkedList& num1, DoubleLinkedList& num2, DoubleLinkedList& diff) {
    Node* cur1 = num1.head;
    Node* cur2 = num2.head;
    int borrow = 0;
    while (cur1 != NULL || cur2 != NULL) {
        Node* node = new Node();
        int val = borrow;
        if (cur1 != NULL) {
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                val += cur1->val[i];
            }
            cur1 = cur1->next;
        }
        if (cur2 != NULL) {
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                val -= cur2->val[i];
            }
            cur2 = cur2->next;
        }
        if (val < 0) {
            val += 10000;
            borrow = -1;
        } else {
            borrow = 0;
        }
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            node->val[i] = val % 10;
            val /= 10;
        }
        diff.insertNode(node);
    }
    // 去除前导零
    while (diff.tail != NULL && diff.tail != diff.head && diff.tail->val[3] == 0) {
        Node* temp = diff.tail;
        diff.tail = diff.tail->prev;
        diff.tail->next = NULL;
        delete temp;
    }
}

以上是双向链表实现大整数四则运算的基本思路和代码实现。当然，这只是一个简单的实现，还有很多可以优化的地方，比如可以用 STL 中的 vector 代替 int 数组来存储节点值，提高代码可读性和易维护性。