庞大的数字,从更加庞大的视角来看呢?—— 高精度
总体思想
因为数据结构的局限性,int
可以存下 $9$ 位数,long long
可以存下 $20$ 位数,__int128
可以存下 $39$ 位数 ,之后我们就只能使用更大的存储方式,高精度就是使用数组存储的数据结构。
其实现方式就是,使用字符串输入,数组模拟计算方式。
实现
输入
由于没有足够大的数据类型去装下及其大的整数,所以,我们可以使用字符串读入。由于数字比较大,使用 string
可能会出现问题,所以使用 char
数组。(高精乘复杂度 $O(n^2)$ ,所以涉及到高精乘的 $n$ 不会特别大)
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| int a[2010];
string s; cin>>s; for(int i=0, len=s.length(); i<len; i++){ a[i]=s[len-i-1]; }
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计算
接下来,我们预处理好两个参与运算的数字的数组后,我们要开始模拟运算。
我们来思考,在我们小学刚刚学加减乘除时,使用的方法是什么((
- 加法:按位加法,然后处理进位,进一位代表 $10$ 。
- 减法:按位减法,减不下时从前接一位,退一位代表 $10$ 。
- 乘法:一开始时我们学的是一个一个加,但显而易见是会超时的。我们通过观察竖式的乘法发现,第 $i$ 位乘上第 $j$ 位的数值会贡献给 $i+j$ 位,所以只需要 $O(n^2)$ 枚举每一位相乘就可以了
- 除法:同乘法一样,一个一个减是会超时的,所以我们观察竖式,从高位往低位减就可以了。
代码在之后的模板处会有讲解
输出
计算完成,我们要开始输出了。我们发现,在运算过程中进位的数量是不确定的,所以我们可以直接从数组的最后一个位置开始往前枚举。
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| int len=2000; while(len>1&&a[len]==0) len--; for(int i=len; i>=1; i--){ cout<<a[i]; }
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模板
这边直接给出一个封装完的大模板(随手一写,并无测试完整请看 [Bigint-高精度](云剪贴板 - 洛谷 | 计算机科学教育新生态 (luogu.com.cn)))
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| #include<bits/stdc++.h> using namespace std;
int mod=1e8;
struct Bigint{ int a[2010]; int L; Bigint(){ L=0; memset(a, 0, sizeof(a)); } int &operator[](int i){ return a[i]; } void input(){ string s; cin>>s; L=s.length(); for(int i=1; i<=L; i++){ a[i]=s[L-i]-'0'; } } void print(){ L=2000; while(L>1&&a[L]==0) L--; for(int i=L; i>=1; i--){ printf("%d", a[i]); } } };
Bigint operator + (Bigint a, Bigint b){ Bigint c; for(int i=1; i<=max(a.L, b.L); i++){ c[i]=a[i]+b[i]; c[i+1]=c[i]/10; c[i]%=10; } return c; } Bigint operator - (Bigint a, Bigint b){ Bigint c; for(int i=1; i<=max(a.L, b.L); i++){ c[i]+=a[i]-b[i]; if(c[i]<0){ c[i+1]--; c[i]+=10; } } return c; } Bigint operator * (Bigint a, Bigint b){ Bigint c; for(int i=1; i<=a.L; i++){ for(int j=1; j<=b.L; j++){ c[i+j-1]=a[i]*b[i]; } } for(int i=1; i<=2000; i++){ c[i+1]+=c[i]/10; c[i]=c[i]%10; } return c; } Bigint operator / (Bigint a, long long b){ Bigint c; long long x=0; for(int i=a.L; i>=1; i--){ x=x*10+a[i]; c[i]=x/b; x=x%b; } return c; }
Bigint a, c; long long b;
void Input(){ a.input(); scanf("%lld", &b); }
void Work(){ c=a/(b-1); c.print(); }
int main(){ Input(); Work(); return 0; }
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