C++實現大數除法
阿新 • • 發佈:2019-01-09
題外話
大數除法無疑是大數操作裡最麻煩的一項,寫大數不實現除法無異於畫龍無鱗。
思路
最原始的,腦子最容易冒出來的思路,是一下一下的減,看能累計減多少次,最後的總次數就是結果,但這樣的效率實在太慢。但我們可以一次性減去 除數的1,10,100,1000倍,只要它在當前倍數下比被除數小。
例如 1210 3 ,121大於300,我們直接剪去300,給結果加100,這樣的話,減的次數會大大減小。
基本的思想就是這樣,具體細節見程式碼,這裡不再贅述
進一步優化的方案
上文所述,時間複雜度最壞情況是 9(n-m)*m (解的最壞位數為n-m位,每一位的解最多要減9次,每剪一次需要O(m))
當n,m為萬級時,效率仍不盡人意。看大牛程式碼,發現有這樣一個優化的方案。
我們正常用陣列來表式大數時,是按照10進位制來儲存的,我們可以用比如10000來儲存,那麼長度為n的大數,長度就變為n/4
時間複雜度為原來的1/8
程式碼(未優化)
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <math.h>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <string.h>
#include <set>
#include <stack>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std ;
const int N = 100009;
struct Node
{
int d[N];
int len;
Node() {memset(d, 0, sizeof(d));len=1;}
Node(char *s)
{
memset(d, 0, sizeof(d));
len = strlen(s);
int i = 0;
while(s[i] != '\0')
{
d[len-i-1] = s[i] - '0';
++i;
}
}
int cmp(const Node &t)
{
int l = this->len - t.len;
if(l < 0)
return -1;
int i;
for(i=t.len-1;i>=0;i--)
{
if(this->d[i+l] < t.d[i])
break;
else if(this->d[i+l] > t.d[i])
{
return l;
}
}
if(i < 0)
return l;
return l-1;
}
void change(int pos)
{
this->d[pos] += 1;
int i = pos;
while(this->d[i] > 9)
{
this->d[i] -= 10;
this->d[i+1]++;
++i;
}
if(i+1 > this->len)
this->len = i+1;
}
Node operator / (const Node &t)
{
Node ans;
while(1)
{
int p = this->cmp(t);
if(p == -1)
break;
else
{
ans.change(p);
for(int i=0;i<t.len;i++)
{
this->d[i+p+1]--;
this->d[i+p] = this->d[i+p]+10-t.d[i];
if(this->d[i+p] > 9)
{
this->d[i+p] -= 10;
this->d[i+1+p]++;
}
}
while(this->len > 1 && this->d[this->len - 1] == 0)
this->len--;
}
}
return ans;
}
};
char str[N];
int main()
{
scanf("%s",str);
Node a(str);
scanf("%s",str);
Node b(str);
Node ans = a / b;
for(int i=ans.len-1;i>=0;i--)//商
printf("%d",ans.d[i]);
printf("\n");
for(int i=a.len-1;i>=0;i--)//模
printf("%d",a.d[i]);
printf("\n");
return 0;
}