写出大整数乘法分治的c语言代码

时间: 2023-05-25 15:05:37 浏览: 130
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大整数乘法(分治法)

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以下是使用分治算法进行大整数乘法的C语言代码: ```c #include<stdio.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> #include<math.h> // 功能:高精度加法 // 输入:两个字符串,代表两个被加数 // 输出:返回一个新的字符串,代表两个被加数的和 char* add(char* a, char* b){ int len_a = strlen(a); int len_b = strlen(b); int len_c = (len_a > len_b) ? len_a + 1 : len_b + 1;// 结果字符串的长度,加一是因为可能进位 char* c = (char*)malloc((len_c + 1) * sizeof(char)); int i, j, k, carry = 0; for(i = len_a - 1, j = len_b - 1, k = len_c - 1; k >= 0; i--, j--, k--){// 从低位到高位同时遍历两个字符串 int da = (i >= 0) ? a[i] - '0' : 0;// 若已经遍历完,则赋值为0 int db = (j >= 0) ? b[j] - '0' : 0; int dc = da + db + carry;// 计算当前位的和 carry = dc / 10;// 计算下一位的进位 c[k] = dc % 10 + '0';// 将当前位的和的个位放入结果字符串中 } while(c[0] == '0') c++;// 去掉无用的前导0 char* ans = (char*)malloc((len_c - (c - c)) * sizeof(char)); strcpy(ans, c);// 将结果字符串的内容复制到新的字符串中 free(c);// 释放内存 return ans; } // 功能:高精度减法 // 输入:两个字符串,代表被减数和减数 // 输出:返回一个新的字符串,代表被减数减去减数的差 char* sub(char* a, char* b){ int len_a = strlen(a); int len_b = strlen(b); int len_c = (len_a > len_b) ? len_a : len_b;// 结果字符串的长度,不加一 char* c = (char*)malloc((len_c + 1) * sizeof(char)); int i, j, k, borrow = 0; for(i = len_a - 1, j = len_b - 1, k = len_c - 1; k >= 0; i--, j--, k--){// 从低位到高位同时遍历两个字符串 int da = (i >= 0) ? a[i] - '0' : 0;// 若已经遍历完,则赋值为0 int db = (j >= 0) ? b[j] - '0' : 0; int dc = da - db - borrow;// 计算当前位的差 borrow = 0; while(dc < 0){// 如果当前位为负数,则向高位借位 borrow++;// 借位次数加1 dc += 10;// 当前位加上10 } c[k] = dc % 10 + '0';// 将当前位的差的个位放入结果字符串中 } while(c[0] == '0' && c[1] != '\0') c++;// 去掉无用的前导0 char* ans = (char*)malloc((len_c - (c - c)) * sizeof(char)); strcpy(ans, c);// 将结果字符串的内容复制到新的字符串中 free(c);// 释放内存 return ans; } // 功能:高精度乘法 // 输入:两个字符串,代表两个被乘数 // 输出:返回一个新的字符串,代表两个被乘数的积 char* mul(char* a, char* b){ int len_a = strlen(a); int len_b = strlen(b); if(len_a == 0 || len_b == 0) return "0";// 特殊情况处理 if(len_a == 1 && a[0] == '0') return "0";// 特殊情况处理 if(len_b == 1 && b[0] == '0') return "0";// 特殊情况处理 if(len_a == 1 && a[0] == '1') return b;// 特殊情况处理 if(len_b == 1 && b[0] == '1') return a;// 特殊情况处理 if(len_a < len_b){// 保证a的长度不小于b的长度 char* temp = a; a = b; b = temp; int temp_len = len_a; len_a = len_b; len_b = temp_len; } int i; char* a1 = (char*)malloc((len_a / 2 + 1) * sizeof(char)); for(i = 0; i < len_a / 2; i++) a1[i] = a[i];// 取a的前一半 a1[i] = '\0'; char* a2 = (char*)malloc((len_a - len_a / 2 + 1) * sizeof(char)); for(i = 0; i < len_a - len_a / 2; i++) a2[i] = a[i + len_a / 2];// 取a的后一半 a2[i] = '\0'; char* b1 = (char*)malloc((len_b / 2 + 1) * sizeof(char)); for(i = 0; i < len_b / 2; i++) b1[i] = b[i];// 取b的前一半 b1[i] = '\0'; char* b2 = (char*)malloc((len_b - len_b / 2 + 1) * sizeof(char)); for(i = 0; i < len_b - len_b / 2; i++) b2[i] = b[i + len_b / 2];// 取b的后一半 b2[i] = '\0'; char* p1 = mul(a1, b1);// 计算a1*b1 char* p2 = mul(a2, b2);// 计算a2*b2 char* p3 = mul(add(a1, a2), add(b1, b2));// 计算(a1+a2)*(b1+b2) char* p4 = sub(p3, add(p1, p2));// 计算(a1+a2)*(b1+b2)-a1*b1-a2*b2 char* mul_res = add(add(p1, p2), p4);// 将p1、p2和p4加起来就是最终结果 free(a1); free(a2); free(b1); free(b2); free(p1); free(p2); free(p3); free(p4); return mul_res; } int main(){ char a[10001] = "12345678901234567890"; char b[10001] = "98765432109876543210"; char* res = mul(a, b); printf("%s", res); return 0; } ```
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