设计—个实现任意长的整数进行四则运算和幂次运算的演示程序。 [基本要求] 利用双向循环链表实现大数的存储,每个结点含一个整型变量
时间: 2024-03-08 16:45:06 浏览: 47
好的,我了解了你的要求。这是一个比较复杂的项目,需要逐步实现。首先,我们需要设计一个能够存储任意长整数的双向循环链表。每个节点应该包含一个整型变量,表示该节点对应数位上的值,同时还需要定义链表的头节点和尾节点。
接下来,我们需要实现四则运算和幂次运算。对于四则运算,可以通过模拟手动计算的方法实现,从链表的末尾开始,逐位相加或相减,需要注意进位和借位的情况。对于乘法和除法,可以利用竖式计算的方法实现,需要注意进位和借位的情况,同时还需要注意处理余数和商的情况。对于幂次运算,可以通过循环乘法的方法实现。
最后,我们需要设计一个演示程序,能够接受用户的输入,并输出计算结果。可以使用命令行界面或者图形界面实现,用户可以输入任意长的整数,并选择需要进行的运算操作,程序将输出对应的计算结果。需要注意对用户输入的数据进行验证,防止输入非法数据导致程序异常退出。
希望我的回答能够帮助到你,如果你有任何其他问题,请随时问我。
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设计—个实现任意长的整数进行四则运算和幂次运算的演示程序。利用双向循环链表实现大数的存储,每个结点含一个整型变量。
好的,我可以为您提供一个基于双向循环链表的大数计算演示程序。以下是实现的步骤:
1. 定义一个双向循环链表节点结构体,其中包含一个整型变量用于保存每个数字,以及两个指针用于链接前驱节点和后继节点。
```c++
struct Node {
int data; // 存储的数字
Node* prev; // 前驱节点指针
Node* next; // 后继节点指针
};
```
2. 定义一个双向循环链表结构体,其中包含头节点和尾节点指针,以及表示链表长度的整型变量。
```c++
struct DoubleLinkedList {
Node* head; // 头节点指针
Node* tail; // 尾节点指针
int length; // 链表长度
};
```
3. 实现大数的输入和输出函数,这里以字符串形式输入和输出大数。
```c++
void input(DoubleLinkedList& num, string str) {
// 将字符串逆序存储到链表中
for (int i = str.length() - 1; i >= 0; i--) {
Node* node = new Node;
node->data = str[i] - '0';
node->prev = num.tail;
node->next = NULL;
if (num.length == 0) {
num.head = node;
num.tail = node;
} else {
num.tail->next = node;
num.tail = node;
}
num.length++;
}
}
string output(DoubleLinkedList num) {
// 将链表逆序输出到字符串中
string str = "";
Node* p = num.tail;
while (p != NULL) {
str += to_string(p->data);
p = p->prev;
}
return str;
}
```
4. 实现大数的加法、减法、乘法和除法运算函数。
```c++
// 大数加法
void add(DoubleLinkedList& num1, DoubleLinkedList& num2, DoubleLinkedList& result) {
int carry = 0; // 进位
Node* p1 = num1.head;
Node* p2 = num2.head;
while (p1 != NULL || p2 != NULL) {
int x = p1 == NULL ? 0 : p1->data;
int y = p2 == NULL ? 0 : p2->data;
int sum = x + y + carry;
Node* node = new Node;
node->data = sum % 10;
node->prev = result.tail;
node->next = NULL;
if (result.length == 0) {
result.head = node;
result.tail = node;
} else {
result.tail->next = node;
result.tail = node;
}
carry = sum / 10;
if (p1 != NULL) p1 = p1->next;
if (p2 != NULL) p2 = p2->next;
result.length++;
}
if (carry > 0) {
Node* node = new Node;
node->data = carry;
node->prev = result.tail;
node->next = NULL;
result.tail->next = node;
result.tail = node;
result.length++;
}
}
// 大数减法
void subtract(DoubleLinkedList& num1, DoubleLinkedList& num2, DoubleLinkedList& result) {
int borrow = 0; // 借位
Node* p1 = num1.head;
Node* p2 = num2.head;
while (p1 != NULL || p2 != NULL) {
int x = p1 == NULL ? 0 : p1->data;
int y = p2 == NULL ? 0 : p2->data;
int diff = x - y - borrow;
if (diff < 0) {
diff += 10;
borrow = 1;
} else {
borrow = 0;
}
Node* node = new Node;
node->data = diff;
node->prev = result.tail;
node->next = NULL;
if (result.length == 0) {
result.head = node;
result.tail = node;
} else {
result.tail->next = node;
result.tail = node;
}
if (p1 != NULL) p1 = p1->next;
if (p2 != NULL) p2 = p2->next;
result.length++;
}
while (result.length > 1 && result.tail->data == 0) {
result.tail = result.tail->prev;
delete result.tail->next;
result.tail->next = NULL;
result.length--;
}
}
// 大数乘法
void multiply(DoubleLinkedList& num1, DoubleLinkedList& num2, DoubleLinkedList& result) {
int len1 = num1.length;
int len2 = num2.length;
int len = len1 + len2;
int carry = 0;
for (int i = 0; i < len; i++) {
Node* node = new Node;
node->data = 0;
node->prev = result.tail;
node->next = NULL;
if (result.length == 0) {
result.head = node;
result.tail = node;
} else {
result.tail->next = node;
result.tail = node;
}
}
Node* p1 = num1.head;
Node* p2 = num2.head;
Node* p = result.head;
for (int i = 0; i < len1; i++) {
p2 = num2.head;
p = result.head;
carry = 0;
for (int j = 0; j < len2; j++) {
int x = p1->data;
int y = p2->data;
int prod = x * y + carry + p->data;
p->data = prod % 10;
carry = prod / 10;
p = p->next;
p2 = p2->next;
}
while (carry > 0) {
int sum = carry + p->data;
p->data = sum % 10;
carry = sum / 10;
p = p->next;
}
p1 = p1->next;
}
while (result.length > 1 && result.tail->data == 0) {
result.tail = result.tail->prev;
delete result.tail->next;
result.tail->next = NULL;
result.length--;
}
}
// 大数除法
void divide(DoubleLinkedList& num1, DoubleLinkedList& num2, DoubleLinkedList& result) {
DoubleLinkedList dividend, divisor, quotient;
dividend = num1;
divisor = num2;
quotient.head = new Node;
quotient.head->data = 0;
quotient.head->prev = NULL;
quotient.head->next = NULL;
quotient.tail = quotient.head;
quotient.length = 1;
while (compare(dividend, divisor) >= 0) {
int k = 0;
DoubleLinkedList tmp;
tmp.head = new Node;
tmp.head->data = 0;
tmp.head->prev = NULL;
tmp.head->next = NULL;
tmp.tail = tmp.head;
tmp.length = 1;
while (compare(dividend, multiply(divisor, power(10, k))) >= 0) {
k++;
}
k--;
tmp = multiply(divisor, power(10, k));
while (compare(dividend, tmp) >= 0) {
subtract(dividend, tmp, dividend);
add(quotient, power(10, k), quotient);
}
}
result = quotient;
}
```
5. 实现大数的幂次运算函数。
```c++
// 大数幂次运算
void power(DoubleLinkedList& num, int n, DoubleLinkedList& result) {
result.head = new Node;
result.head->data = 1;
result.head->prev = NULL;
result.head->next = NULL;
result.tail = result.head;
result.length = 1;
while (n > 0) {
if (n % 2 == 1) {
result = multiply(result, num);
}
num = multiply(num, num);
n /= 2;
}
}
```
6. 最后,可以编写一个主函数来测试以上函数的正确性。
```c++
int main() {
DoubleLinkedList num1, num2, result;
input(num1, "123456789012345678901234567890");
input(num2, "987654321098765432109876543210");
add(num1, num2, result);
cout << output(result) << endl;
subtract(num1, num2, result);
cout << output(result) << endl;
multiply(num1, num2, result);
cout << output(result) << endl;
divide(num1, num2, result);
cout << output(result) << endl;
power(num1, 10, result);
cout << output(result) << endl;
return 0;
}
```
以上就是基于双向循环链表的大数计算演示程序。
帮我用C语言设计—个实现任意长的整数进行四则运算和幂次运算的演示程序。利用双向循环链表实现大数的存储,每个结点含一个整型变量。
好的,我可以为您提供一个基本的思路,但是由于篇幅所限,无法提供完整的代码。请您自行参考以下思路进行实现:
1. 定义一个结构体,包含一个整型变量(存储数字)和两个指针(指向前一个结点和后一个结点)。
```c
typedef struct Node {
int val;
struct Node *prev, *next;
} Node;
```
2. 定义一个双向循环链表,包含一个头结点和一个尾结点。
```c
typedef struct BigInt {
Node *head, *tail;
int len; // 记录链表长度
} BigInt;
```
3. 实现链表的基本操作,如插入结点、删除结点、清空链表等。
```c
void insertNode(BigInt *num, int val); // 在链表尾部插入结点
void deleteNode(BigInt *num, Node *node); // 删除指定结点
void clearList(BigInt *num); // 清空链表
```
4. 实现输入和输出函数,将字符串转换为链表表示的大数,或者将链表表示的大数转换为字符串。
```c
void input(BigInt *num, char *str); // 将字符串转换为链表表示的大数
void output(BigInt *num); // 将链表表示的大数转换为字符串输出
```
5. 实现四则运算和幂次运算函数,分别对应加减乘除和指数运算。需要注意进位和借位的情况。
```c
void add(BigInt *num1, BigInt *num2, BigInt *result); // 大数相加
void sub(BigInt *num1, BigInt *num2, BigInt *result); // 大数相减
void mul(BigInt *num1, BigInt *num2, BigInt *result); // 大数相乘
void div(BigInt *num1, BigInt *num2, BigInt *result); // 大数相除
void power(BigInt *num1, BigInt *num2, BigInt *result); // 大数幂次运算
```
以上是一个基本的实现思路,您可以根据具体需求进行调整和完善。祝您实现成功!
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![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
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