C#，《小白学程序》第二十七课：大数四则运算之“运算符重载”的算法及源程序

1 文本格式

using System;
using System.Text;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// 大数的四则（加减乘除）运算
/// 及其运算符重载（取余数）
/// </summary>
public class BigNumber
{
    private string Buffer { get; set; } = "";
    private string Sign { get; set; } = "";
    public BigNumber(int n) { Next(n); }
    public BigNumber(string b, string s = "")
    {
        Buffer = b;
        Sign = s;
    }
    public BigNumber Clone()
    {
        BigNumber r = new BigNumber(Buffer, Sign);
        return r;
    }
    public int Length { get { return Buffer.Length; } }

    /// <summary>
    /// 随机生成任意长度的大数（BigNumber）
    /// </summary>
    /// <param name="n">位数</param>
    /// <returns></returns>
    public void Next(int n)
    {
        Random rnd = new Random();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.Append((rnd.Next(9) + 1).ToString());
        for (int i = 1; i < n; i++)
        {
            sb.Append((rnd.Next(10)).ToString());
        }
        Buffer = sb.ToString();
    }

    /// <summary>
    /// 字符串型的数字转为数组(低位（右）在前)
    /// </summary>
    /// <param name="a"></param>
    /// <param name="n">最大位数，后面留0</param>
    /// <returns></returns>
    public static int[] string_to_digitals(string a, int n)
    {
        char[] c = a.ToCharArray();
        int[] d = new int[n];
        for (int i = a.Length - 1, j = 0; i >= 0; i--)
        {
            if (c[i] == '-') continue;
            d[j++] = c[i] - '0';
        }
        return d;
    }

    /// <summary>
    /// 数组型数字转为字符串型(低位（右）在前)
    /// </summary>
    /// <param name="d"></param>
    /// <returns></returns>
    public static string digitals_to_string(int[] d)
    {
        int n = d.Length;
        int k = n - 1;
        while ((k >= 0) && (d[k] == 0)) k--;
        if (k >= 0)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (; k >= 0; k--) sb.Append(d[k]);
            return sb.ToString();
        }
        else
        {
            return "0";
        }
    }

    /// <summary>
    /// 大数加法 c = a + b
    /// </summary>
    /// <param name="a"></param>
    /// <param name="b"></param>
    /// <returns></returns>
    public static string big_integer_plus(string a, string b)
    {
        int n = Math.Max(a.Length, b.Length) + 1;
        // 位数不长的数字直接计算
        if (n <= 18)
        {
            return (ulong.Parse(a) + ulong.Parse(b)).ToString();
        }

        int[] da = string_to_digitals(a, n);
        int[] db = string_to_digitals(b, n);

        int[] dc = new int[n];
        Array.Copy(da, dc, n);
        for (int i = 0; i < (n - 1); i++)
        {
            dc[i] = dc[i] + db[i];
            if (dc[i] > 9)
            {
                dc[i] -= 10;
                dc[i + 1] += 1;
            }
        }
        return digitals_to_string(dc);
    }

    /// <summary>
    /// 大数减法 c = a - b
    /// </summary>
    /// <param name="a"></param>
    /// <param name="b"></param>
    /// <returns></returns>
    public static string big_integer_subtract(string a, string b)
    {
        int na = a.Length;
        int nb = b.Length;
        int n = Math.Max(na, nb) + 1;
        if (n <= 18)
        {
            return (ulong.Parse(a) - ulong.Parse(b)).ToString();
        }
        int[] da = string_to_digitals(a, n);
        int[] db = string_to_digitals(b, n);

        for (int i = 0; i < na; i++)
        {
            da[i] -= db[i];
            if (da[i] < 0)
            {
                da[i] += 10;
                da[i + 1] -= 1;
            }
        }
        return digitals_to_string(da);
    }

    /// <summary>
    /// 大数乘法 c = a * b
    /// </summary>
    /// <param name="a"></param>
    /// <param name="b"></param>
    /// <returns></returns>
    public static string big_integer_multiply(string a, string b)
    {
        int na = a.Length;
        int nb = b.Length;
        int n = na + nb + 1;
        int[] da = string_to_digitals(a, n);
        int[] db = string_to_digitals(b, n);

        int[] dc = new int[n];
        for (int i = 0; i < na; i++)
        {
            for (int j = 0; j < nb; j++)
            {
                dc[i + j] += da[i] * db[j];
            }
        }
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            if (dc[i] >= 10)
            {
                dc[i + 1] += (dc[i] / 10);
                dc[i] %= 10;
            }
        }

        return digitals_to_string(dc);
    }

    /// <summary>
    /// 比较a，b的大小，返回1，0，-1
    /// 数据从低位（右）往高位（左）存储;
    /// </summary>
    /// <param name="a"></param>
    /// <param name="b"></param>
    /// <returns></returns>
    public static int big_integer_compare(int[] a, int[] b)
    {
        for (int i = a.Length - 1; i >= 0; i--)
        {
            if (a[i] > b[i]) return 1;
            else if (a[i] < b[i]) return -1;
        }
        return 0;
    }

    public static int big_integer_compare(string a, string b)
    {
        int n = Math.Max(a.Length, b.Length);
        int[] da = string_to_digitals(a, n);
        int[] db = string_to_digitals(a, n);
        return big_integer_compare(da, db);
    }

    /// <summary>
    /// 大数除法 c = a / b % d
    /// c 为商，d 为余数。
    /// </summary>
    /// <param name="a"></param>
    /// <param name="b"></param>
    /// <param name="d">余数</param>
    /// <returns>商c</returns>
    public static string big_integer_divide(string a, string b, out string d)
    {
        int n = a.Length;
        int[] db = string_to_digitals(b, n);

        string q = a;
        List<string> p = new List<string>();
        int[] dq = string_to_digitals(q, n);
        while (big_integer_compare(dq, db) >= 0)
        {
            int len = q.Length - b.Length;
            string v2 = b + String.Join("", new int[len]);
            int[] dv = string_to_digitals(v2, n);
            if (big_integer_compare(dq, dv) < 0)
            {
                len--;
                v2 = b + String.Join("", new int[len]);
                dv = string_to_digitals(v2, n);
            }

            string v1 = "1" + String.Join("", new int[len]);
            while (big_integer_compare(dq, dv) >= 0)
            {
                p.Add(v1);
                q = big_integer_subtract(q, v2);
                dq = string_to_digitals(q, n);
            }
        }

        d = q;

        string r = p[0];
        for (int i = 1; i < p.Count; i++)
        {
            r = big_integer_plus(r, p[i]);
        }
        return r;
    }

    #region 四则运算符（含取余数）重载

    // 运算符重载是一种常用的编程技术。
    // 用于支持“非数值类型的数据（比如类）”以常用的运算符 +-*/% 等等进行运算，使得代码简约直观。
    // 没有运算符重载的语言（比如golang）一般都不适合数值计算。

    public static BigNumber operator +(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return new BigNumber(big_integer_plus(a.Buffer, b.Buffer));
    }
    public static BigNumber operator -(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        if (a > b || a == b)
            return new BigNumber(big_integer_subtract(a.Buffer, b.Buffer));
        else
            return new BigNumber(big_integer_subtract(b.Buffer, a.Buffer), "-");
    }
    public static BigNumber operator *(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return new BigNumber(big_integer_multiply(a.Buffer, b.Buffer));
    }
    public static BigNumber operator /(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return new BigNumber(big_integer_divide(a.Buffer, b.Buffer, out string _));
    }
    public static BigNumber operator %(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        string c = big_integer_divide(a.Buffer, b.Buffer, out string d);
        return new BigNumber(d);
    }
    public static bool operator >(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) > 0;
    }
    public static bool operator <(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) < 0;
    }
    public static bool operator ==(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) == 0;
    }
    public static bool operator !=(BigNumber a, BigNumber b)
    {
        return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) != 0;
    }
    public static bool Equals(BigNumber a, BigNumber b) { return (a == b); }

    public override string ToString()
    {
        return Sign + Buffer;
    }
    #endregion
}
 

2 代码格式

using System;
using System.Text;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;/// <summary>
/// 大数的四则（加减乘除）运算
/// 及其运算符重载（取余数）
/// </summary>
public class BigNumber
{private string Buffer { get; set; } = "";private string Sign { get; set; } = "";public BigNumber(int n) { Next(n); }public BigNumber(string b, string s = ""){Buffer = b;Sign = s;}public BigNumber Clone(){BigNumber r = new BigNumber(Buffer, Sign);return r;}public int Length { get { return Buffer.Length; } }/// <summary>/// 随机生成任意长度的大数（BigNumber）/// </summary>/// <param name="n">位数</param>/// <returns></returns>public void Next(int n){Random rnd = new Random();StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.Append((rnd.Next(9) + 1).ToString());for (int i = 1; i < n; i++){sb.Append((rnd.Next(10)).ToString());}Buffer = sb.ToString();}/// <summary>/// 字符串型的数字转为数组(低位（右）在前)/// </summary>/// <param name="a"></param>/// <param name="n">最大位数，后面留0</param>/// <returns></returns>public static int[] string_to_digitals(string a, int n){char[] c = a.ToCharArray();int[] d = new int[n];for (int i = a.Length - 1, j = 0; i >= 0; i--){if (c[i] == '-') continue;d[j++] = c[i] - '0';}return d;}/// <summary>/// 数组型数字转为字符串型(低位（右）在前)/// </summary>/// <param name="d"></param>/// <returns></returns>public static string digitals_to_string(int[] d){int n = d.Length;int k = n - 1;while ((k >= 0) && (d[k] == 0)) k--;if (k >= 0){StringBuilder sb = new StringBuilder();for (; k >= 0; k--) sb.Append(d[k]);return sb.ToString();}else{return "0";}}/// <summary>/// 大数加法 c = a + b/// </summary>/// <param name="a"></param>/// <param name="b"></param>/// <returns></returns>public static string big_integer_plus(string a, string b){int n = Math.Max(a.Length, b.Length) + 1;// 位数不长的数字直接计算if (n <= 18){return (ulong.Parse(a) + ulong.Parse(b)).ToString();}int[] da = string_to_digitals(a, n);int[] db = string_to_digitals(b, n);int[] dc = new int[n];Array.Copy(da, dc, n);for (int i = 0; i < (n - 1); i++){dc[i] = dc[i] + db[i];if (dc[i] > 9){dc[i] -= 10;dc[i + 1] += 1;}}return digitals_to_string(dc);}/// <summary>/// 大数减法 c = a - b/// </summary>/// <param name="a"></param>/// <param name="b"></param>/// <returns></returns>public static string big_integer_subtract(string a, string b){int na = a.Length;int nb = b.Length;int n = Math.Max(na, nb) + 1;if (n <= 18){return (ulong.Parse(a) - ulong.Parse(b)).ToString();}int[] da = string_to_digitals(a, n);int[] db = string_to_digitals(b, n);for (int i = 0; i < na; i++){da[i] -= db[i];if (da[i] < 0){da[i] += 10;da[i + 1] -= 1;}}return digitals_to_string(da);}/// <summary>/// 大数乘法 c = a * b/// </summary>/// <param name="a"></param>/// <param name="b"></param>/// <returns></returns>public static string big_integer_multiply(string a, string b){int na = a.Length;int nb = b.Length;int n = na + nb + 1;int[] da = string_to_digitals(a, n);int[] db = string_to_digitals(b, n);int[] dc = new int[n];for (int i = 0; i < na; i++){for (int j = 0; j < nb; j++){dc[i + j] += da[i] * db[j];}}for (int i = 0; i < n; i++){if (dc[i] >= 10){dc[i + 1] += (dc[i] / 10);dc[i] %= 10;}}return digitals_to_string(dc);}/// <summary>/// 比较a，b的大小，返回1，0，-1/// 数据从低位（右）往高位（左）存储;/// </summary>/// <param name="a"></param>/// <param name="b"></param>/// <returns></returns>public static int big_integer_compare(int[] a, int[] b){for (int i = a.Length - 1; i >= 0; i--){if (a[i] > b[i]) return 1;else if (a[i] < b[i]) return -1;}return 0;}public static int big_integer_compare(string a, string b){int n = Math.Max(a.Length, b.Length);int[] da = string_to_digitals(a, n);int[] db = string_to_digitals(a, n);return big_integer_compare(da, db);}/// <summary>/// 大数除法 c = a / b % d/// c 为商，d 为余数。/// </summary>/// <param name="a"></param>/// <param name="b"></param>/// <param name="d">余数</param>/// <returns>商c</returns>public static string big_integer_divide(string a, string b, out string d){int n = a.Length;int[] db = string_to_digitals(b, n);string q = a;List<string> p = new List<string>();int[] dq = string_to_digitals(q, n);while (big_integer_compare(dq, db) >= 0){int len = q.Length - b.Length;string v2 = b + String.Join("", new int[len]);int[] dv = string_to_digitals(v2, n);if (big_integer_compare(dq, dv) < 0){len--;v2 = b + String.Join("", new int[len]);dv = string_to_digitals(v2, n);}string v1 = "1" + String.Join("", new int[len]);while (big_integer_compare(dq, dv) >= 0){p.Add(v1);q = big_integer_subtract(q, v2);dq = string_to_digitals(q, n);}}d = q;string r = p[0];for (int i = 1; i < p.Count; i++){r = big_integer_plus(r, p[i]);}return r;}#region 四则运算符（含取余数）重载// 运算符重载是一种常用的编程技术。// 用于支持“非数值类型的数据（比如类）”以常用的运算符 +-*/% 等等进行运算，使得代码简约直观。// 没有运算符重载的语言（比如golang）一般都不适合数值计算。public static BigNumber operator +(BigNumber a, BigNumber b){return new BigNumber(big_integer_plus(a.Buffer, b.Buffer));}public static BigNumber operator -(BigNumber a, BigNumber b){if (a > b || a == b)return new BigNumber(big_integer_subtract(a.Buffer, b.Buffer));elsereturn new BigNumber(big_integer_subtract(b.Buffer, a.Buffer), "-");}public static BigNumber operator *(BigNumber a, BigNumber b){return new BigNumber(big_integer_multiply(a.Buffer, b.Buffer));}public static BigNumber operator /(BigNumber a, BigNumber b){return new BigNumber(big_integer_divide(a.Buffer, b.Buffer, out string _));}public static BigNumber operator %(BigNumber a, BigNumber b){string c = big_integer_divide(a.Buffer, b.Buffer, out string d);return new BigNumber(d);}public static bool operator >(BigNumber a, BigNumber b){return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) > 0;}public static bool operator <(BigNumber a, BigNumber b){return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) < 0;}public static bool operator ==(BigNumber a, BigNumber b){return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) == 0;}public static bool operator !=(BigNumber a, BigNumber b){return big_integer_compare(a.Buffer, b.Buffer) != 0;}public static bool Equals(BigNumber a, BigNumber b) { return (a == b); }public override string ToString(){return Sign + Buffer;}#endregion
}

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.hqwc.cn/news/218858.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【经验分享】开发问题记录总结(持续更新)

【经验分享】开发问题记录总结(持续更新)

目录 工具开发 界面类继承某自定义界面类时&#xff0c;出现布局混乱或者所有控件集中在左上角&#xff1f; 在继承自定义界面之后&#xff0c;以诸如 on_xxx_clicked() 模式设计的槽函数失效了? 使用pugi接口取出文本数据后&#xff0c;为什么该变量无法进行字符串比较&…
阅读更多...
java协同过滤算法 springboot+vue游戏推荐系统

java协同过滤算法 springboot+vue游戏推荐系统

随着人们生活质量的不断提高以及个人电脑和网络的普及&#xff0c;人们的业余生活质量要求也在不断提高&#xff0c;选择一款好玩&#xff0c;精美&#xff0c;画面和音质&#xff0c;品质优良的休闲游戏已经成为一种流行的休闲方式。可以说在人们的日常生活中&#xff0c;除了…
阅读更多...
Ceph----RBD块存储的使用：详细实践过程实战版

Ceph----RBD块存储的使用：详细实践过程实战版

RBD 方式的 工作 流程&#xff1a; 1、客户端创建一个pool&#xff0c;并指定pg数量&#xff0c;创建 rbd 设备并map 到文件系统&#xff1b; 2、用户写入数据&#xff0c;ceph进行对数据切块&#xff0c;每个块的大小默认为 4M&#xff0c;每个 块名字是 object序号&#xff…
阅读更多...
【智能算法】基于黄金正弦和混沌映射思想的改进减法优化器算法

【智能算法】基于黄金正弦和混沌映射思想的改进减法优化器算法

减法优化器&#xff08;Subtraction-Average-Based Optimizer&#xff0c;SABO&#xff09;是2023年刚出的智能优化算法。目前知网中文期刊基本搜不到&#xff0c;并且可以遇见未来一年文章也很少。SABO算法原理简单&#xff0c;算上初始化粒子&#xff0c;总共不超过6个公式。…
阅读更多...
居家适老化设计第三十一条---卫生间水龙头

居家适老化设计第三十一条---卫生间水龙头

以上产品图片均来源于淘宝 侵权联系删除 居家适老化中&#xff0c;水龙头是一个非常重要的设备。水龙头的选择应该考虑到老年人的特点和需求。首先&#xff0c;水龙头的操作应该简单方便&#xff0c;老年人手部灵活性可能不如年轻人&#xff0c;因此水龙头应该设计成易于转动和…
阅读更多...
Arrays.asList() 与 Collections.singletonList()的恩怨情仇

Arrays.asList() 与 Collections.singletonList()的恩怨情仇

1. 概述 列表是我们使用 Java 时常用的集合类型。 众所周知&#xff0c;我们可以轻松地用一行初始化一个List。例如&#xff0c;当我们想要初始化一个只有一个元素的List时&#xff0c;我们可以使用Arrays.asList()方法或Collections.singletonList()方法。 在本文中&#x…
阅读更多...
Spring Boot整合RabbitMQ

Spring Boot整合RabbitMQ

一、简介 在Spring项目中&#xff0c;可以使用Spring-Rabbit去操作RabbitMQ 尤其是在spring boot项目中只需要引入对应的amqp启动器依赖即可&#xff0c;方便的使用RabbitTemplate发送消息&#xff0c;使用注解接收消息。 一般在开发过程中&#xff1a; 生产者工程&#xf…
阅读更多...
【ceph】如何打印一个osd的op流程，排查osd在干什么

【ceph】如何打印一个osd的op流程，排查osd在干什么

本站以分享各种运维经验和运维所需要的技能为主 《python零基础入门》&#xff1a;python零基础入门学习 《python运维脚本》&#xff1a; python运维脚本实践 《shell》&#xff1a;shell学习 《terraform》持续更新中&#xff1a;terraform_Aws学习零基础入门到最佳实战 《k8…
阅读更多...
如何看待 2023 OPPO 开发者大会？潘塔纳尔进展如何？AndesGPT 有哪些亮点？

如何看待 2023 OPPO 开发者大会？潘塔纳尔进展如何？AndesGPT 有哪些亮点？

在2023年11月16日举行的OPPO开发者大会&#xff08;ODC23&#xff09;上&#xff0c;OPPO带来了全新ColorOS 14、全新互联网服务生态以及健康服务进展&#xff0c;这些新动态中有许多值得关注的地方。 1、全新ColorOS 14&#xff1a; 效率提升&#xff1a;ColorOS 14通过一系列…
阅读更多...
【尚跑】2023宝鸡马拉松安全完赛，顺利PB达成

【尚跑】2023宝鸡马拉松安全完赛，顺利PB达成

1、赛事背景 千年宝地&#xff0c;一马当先&#xff01;10月15日7时30分&#xff0c;吉利银河2023宝鸡马拉松在宝鸡市行政中心广场鸣枪开跑。 不可忽视的是&#xff0c;这次赛事的卓越之处不仅在于规模和参与人数&#xff0c;还在于其精心的策划和细致入微的组织。为了确保每位…
阅读更多...
java io 流，输入流和输出流；节点流和处理流；字节流和字符流

java io 流，输入流和输出流；节点流和处理流；字节流和字符流

文章目录 java 中 IO 流分为几种?按照流的流向分&#xff0c;可以分为输入流和输出流&#xff1b;按照流的角色划分为节点流和处理流。IO流主要的分类方式有以下3种&#xff1a; java中的IO流也是工作中使用到比较频繁的一个内容&#xff0c;今天以这篇文章来了解它的概念和整…
阅读更多...
WPS AI初体验

WPS AI初体验

1、启动AI 2、输入需要创作的内容 3、创作的内容展示 当然&#xff0c;以下是一份经过润色后的年终总结目录&#xff1a; 一、引言 1. 总结的目的和意义 2. 总结的范畴和覆盖范围 3. 总结的编写原则和标准 二、公司概览 1. 公司简介 2. 公司历史与现状 3. 公司组织架构和团队介…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023