忙里偷闲,终于完成了无限大整数相加算法的C语言代码,无限大整数相加算法的算法分析在这里

500位的加法运行1000次,不打印结果的情况下耗时0.036秒,打印结果的情况下耗时16.285秒。

下面是源码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<string.h>
#include <time.h> #define MAXNUM 1000000000000000000
/*
存储数据用的结构
long int型指针(Number)指向一个long int 数组,索引值最底的位,
为10进制数的最低18位。依次类推。
int型数值(Length)为数组的长度。
因为数组长度受int型最大值的限制,所以这个算法也不能真正实现“无限”。
*/
struct BigInt{
long long* Number;
int Length;
}; void PrintBigInt(BigInt* bigNumber); long long pow(int x, int y); BigInt* MakeBigIntFromString(char* bigIntString); void DeleteBigInt(BigInt* bigNumber); BigInt* Add2BigInt(BigInt* n1, BigInt* n2); void main(){ char* numberStr = "99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999\0";
char* numberStr2 = "99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999\0";
BigInt* bn = MakeBigIntFromString(numberStr);
BigInt* bn2 = MakeBigIntFromString(numberStr2);
double tstart, tend, tcost;
tstart = clock();
PrintBigInt(bn);
PrintBigInt(bn2);
for (int i = ; i < ; i++){
BigInt* result = Add2BigInt(bn, bn2);
//PrintBigInt(result);
DeleteBigInt(result);
}
DeleteBigInt(bn);
DeleteBigInt(bn2);
tend = clock();
tcost = (double)(tend - tstart) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("%lf\n", tcost);
} BigInt* Add2BigInt(BigInt* n1, BigInt* n2){ int maxLength = n1->Length;
if (maxLength < n2->Length){
maxLength = n2->Length;
} /*
加法只可能产生1位的进位,所以,只需要创建一个和最大长度相同的。
*/
BigInt* nOut = (BigInt*)malloc(sizeof(BigInt));
nOut->Length = maxLength;
nOut->Number = (long long*)malloc(sizeof(long long)* nOut->Length);
for (int i = ; i < nOut->Length; i++){
nOut->Number[i] = ;
}
for (int i = ; i < nOut->Length; i++){
if (n1->Length > i){
nOut->Number[i] += n1->Number[i];
}
if (n2->Length > i){
nOut->Number[i] += n2->Number[i];
} /*
处理进位。最高位不需要处理。
*/
if (i != (nOut->Length - )){
if (nOut->Number[i] >= MAXNUM){
nOut->Number[i] -= MAXNUM;
nOut->Number[i + ] = ;
}
}
} return nOut; } /*
从高到低显示数值
不考虑单个long long数据超出18位的情况。
*/
void PrintBigInt(BigInt* bigNumber){
if (bigNumber == NULL){
return;
}
if (bigNumber->Length < ){
return;
}
int length = bigNumber->Length - ;
for (int i = length; i >= ; i--){
if (i != length){
if (bigNumber->Number[i] == ){
printf("");
}
else{
printf("%018lld", bigNumber->Number[i]);
}
}
else{
if ((*bigNumber).Number[i] != ){
printf("%lld", bigNumber->Number[i]);
}
}
}
printf("\n"); } /*
把字符串表示的数值格式化为BigInt型的结构
字符串结束位置用\0表示。
*/
BigInt* MakeBigIntFromString(char* bigIntString){
/*获取字符串长度*/
int cLength = strlen(bigIntString);
BigInt* outBigInt = (BigInt*)malloc(sizeof(BigInt));
if (cLength % != ){
outBigInt->Length = cLength / + ;
}
else{
outBigInt->Length = cLength / ;
}
if (outBigInt->Length == ){
outBigInt->Length == ;
outBigInt->Number = (long long *)malloc(sizeof(long long));
outBigInt->Number[] = ; return outBigInt;
}
outBigInt->Number = (long long *)malloc(sizeof(long long)* outBigInt->Length);
for (int i = ; i < outBigInt->Length; i++){
outBigInt->Number[i] = ;
} int powNum = ;
int numPos = ;
for (int i = cLength - ; i >= ; i--){
powNum = (cLength - - i) % ;
numPos = (cLength - - i) / ;
outBigInt->Number[numPos] += (bigIntString[i] - ) * pow(, powNum);
} return outBigInt;
} /*
简单的幂函数
x y 都必须为正整数
*/
long long pow(int x, int y){
if (x == || x < || y < ){
return ;
}
if (x == || y == ){
return ;
}
long long outNum = x; for (int i = ; i < y; i++){
outNum = outNum * x;
} return outNum;
} void DeleteBigInt(BigInt* bigNumber){
if (bigNumber != NULL){
if (bigNumber->Number != NULL){
free(bigNumber->Number);
}
free(bigNumber);
}
}

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