Java 实现大整数加减乘除
自己用Java实现的大整数加减乘除运算。还有可以改进的地方,有兴趣的童鞋可以加以改进。仅供参考,请勿转载!
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
// all the four method have not considered the negative number yet.
// all the four method are implemented by manual calculate method.
public class BigIntegerOperation {
public static void main(String[] age){
String x="6465708680075747657477";
String y="676894863054305436353";
String a = add(x,y);
System.out.println("1. x add y result is:"+a);
String s = subtract(x,y);
System.out.println("2. x subtract y result is:"+s);
String m = multiply(x,y);
System.out.println("3. x multiply y result is:"+m);
List<String> d= divide(x,y);
System.out.println("4. y divide x quotient is:"+d.get(0)+" reminder is:"+d.get(1));
}
public static String add(String x,String y){
if(isNullAndNotNumber(x,y)){
return null;
}
if(x.equals("0")){
return y;
}
if(y.equals("0")){
return x;
}
if(x.length()>y.length()){
String tmp=x;
x=y;
y=tmp;
}
x = addZeroToFirst(x,y.length());
String z = addHelp(x,y);
return z;
}
//2. subtract----the method are implemented by manual subtract calculate method.
public static String subtract(String x, String y){
if(isNullAndNotNumber(x,y)){
return null;
}
if(x.equals("0")){
return "-"+y;
}
if(y.equals("0")){
return x;
}
String sign = "";
if(!isBig(x,y)){
sign = "-";
String tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int len = x.length();
int diffLen = len - y.length();
for(int i=0; i<diffLen; i++){
y = "0"+y;
}
int[] a = toIntArray(x);
int[] b = toIntArray(y);
int[] c = new int[len];
int borrow = 0;
int result = 0;
int i = len-1;
while(i >= 0){
result = a[i] - b[i] + borrow;
borrow = 0;
if(result < 0){
borrow = -1;
result += 10;
}
c[i--] = result;
}
StringBuffer sb = new StringBuffer(32);
for(int j=0; j<len; j++){
if(c[j] == 0 && sb.length() == 0){
continue;
} else {
sb.append(c[j]);
}
}
return sign + sb.toString();
}
//3. multiply----the method are implemented by manual multiply calculate method.
public static String multiply(String x, String y){
if(isNullAndNotNumber(x,y)){
return null;
}
if(x.equals("0") || y.equals("0")){
return "0";
}
int[] a = toIntArray(x);
int[] b = toIntArray(y);
int[] temp1 = null;
int[] temp2 = null;
int enter = 0;
int result = 0;
int count = 1;
for(int i=(b.length -1); i>=0; i--){
temp1 = new int[a.length+(++count)];
enter = 0;
for(int j=a.length-1; j>=0; j--){
result = a[j]*b[i]+enter;
temp1[j+2] = result;
enter = result/10;
}
temp1[1] = enter;
temp1[0] = 0;
temp2 = addIntArray(temp1, temp2);
}
StringBuffer sb = new StringBuffer(32);
for(int j=0; j<temp2.length; j++){
if(temp2[j] == 0 && sb.length() == 0){
continue;
} else {
sb.append(temp2[j]);
}
}
return sb.toString();
}
//4. divide----the method are implemented by manual divide calculate method.
public static List<String> divide(String x, String y) {
if(isNullAndNotNumber(x,y)){
return null;
}
List<String> returnList = new ArrayList<String>();
if(y.equals("0") || x.equals("0")){
returnList.add("0");
returnList.add("0");
return returnList;
}
String quotient = "";//quotient
String remainder = "";//remainder
remainder = y;
quotient = "0";
returnList.add(quotient);
returnList.add(remainder);
return returnList;
}
remainder = x.substring(0, i);
do {
for (int j = 9; j >= 1; j--) {
if ((isBig(remainder, multiply(y, Integer.valueOf(j).toString())) == false) && (isBig(remainder, multiply(y, Integer.valueOf(j - 1).toString())) == true)) {
if((j-1) > 0){
quotient += (j-1);
}
remainder = subtract(remainder, multiply(y, Integer.valueOf(j-1).toString()));
break;
}
}
for (int k = 0; (k < y.length() - len) && (i < x.length()); k++) {
remainder += x.charAt(i);
i++;
if (isBig(remainder, y) == false) {
quotient += "0";
}
}
if ((isBig(remainder, y) == false) && (i < x.length())) {
remainder += x.charAt(i);
i++;
}
} while (i < x.length());
if ((isBig(remainder, multiply(y, Integer.valueOf(j).toString())) == false) && (isBig(remainder, multiply(y, Integer.valueOf(j - 1).toString())) == true)) {
if((j-1) > 0){
quotient += (j-1);
}
remainder = subtract(remainder, multiply(y, Integer.valueOf(j-1).toString()));
break;
}
}
returnList.add(quotient);
returnList.add(remainder);
return returnList;
}
private static boolean isNullAndNotNumber(String x, String y){
if(x==null||y==null){
return true;
}
if(!isNumeric(x)||!isNumeric(y)){
return true;
}
return false;
}
//if x > y return true.
private static boolean isBig(String x, String y){
return (x.length() > y.length() || (x.length() == y.length() && x.compareTo(y) > 0));
}
public static String addHelp(String x,String y){
String z="";
int len=x.length();
int[] a=toIntArray(x);
int[] b=toIntArray(y);
int[] c=addIntArray(a, b);
StringBuilder sb=new StringBuilder(32);
for(int i=0;i<=len;i++){
sb.append(c[i]);
}
if(c[0]==0){//delete the first '0' in result string
z=sb.substring(1);
}else{
z=sb.toString();
}
return z;
}
// {2, 3, 4}+{6, 7} = {3, 0, 1}
private static int[] addIntArray(int[] a, int b[]){
if(a == null){
return b;
}
if(b == null){
return a;
}
if(a.length != b.length){//add "0" before the less length array.
int[] temp = null;
if(a.length < b.length){
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
temp = new int[a.length];
for(int i=a.length-1, j=b.length-1; i>=0; i--){
if(j>=0){
temp[i] = b[j--];
}else{
temp[i] = 0;
}
}
b = temp;
}
int len = a.length;
int[] c=new int[len+1];
int d=0;//to carry. No need to use int[]
for(int i=0;i<len;i++){
int tmpSum=a[len-1-i]+b[len-1-i]+d;
c[len-i]=tmpSum;
d=tmpSum/10;
}
c[0]=d;
return c;
}
//String - toCharArray - toIntArray
public static int[] toIntArray(String str){
int len=str.length();
int[] result=new int[len];
for(int i=0;i<len;i++){
result[i]=str.charAt(i)-'0';
}
return result;
}
//("123",5)-->"00123"
public static String addZeroToFirst(String str,int length){
StringBuilder sb=new StringBuilder();
int diff=length-str.length();
while(diff>0){
sb.append("0");
diff--;
}
sb.append(str);
return sb.toString();
}
public static boolean isNumeric(String str){
Pattern p=Pattern.compile("[0-9]*");
Matcher isNum=p.matcher(str);
return isNum.matches();
}
}
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