C++使用string的大数快速模幂运算(6)
更新时间:2020年4月25日 17:25 点击:1937
本次项目目标:使用C++完成对于大数的相关运算,具体有加减乘除取模。
项目要点
1.大数指的是远超long long int的数据
2.将大数用矩阵进行存储,并通过矩阵实现运算
3.本人采用字符串进行存储,应注意char的特点
比如:char a=161;
cout<<(int)a;
此时会输出-95,而不是161,char类型首个比特位是作为正负号的
模幂快速算法
a,m为正整数,将m表示为二进制形式
则
可得
举个例子
代码中有之前的减法 乘法 取模 除法运算
可得以下快速指数算法以及运行截图
#include<iostream> #include<string> #include<algorithm> #include<time.h> using namespace std; #define n 10 string dezero(string a)//用来去掉正数前面的0,也就是说可以输入000001类似这样的数字 { long int i; for(i=0;i<a.length();i++) { if(a.at(i)>48) break; } if(i==a.length()) return "0"; a.erase(0,i); return a; } int judge(string a,string b)//判断两个正数的大小 { if(a.length()>b.length()) return 1; if(a.length()<b.length()) return -1; long int i; for(i=0;i<a.length();i++) { if(a.at(i)>b.at(i)) return 1; if(a.at(i)<b.at(i)) return -1; } return 0; } string minus(string a,string b)//自然数减法 { a=dezero(a); b=dezero(b); long int i,j=0; string c="0"; string c1,c2; string d="-"; if(judge(a,b)==0) return c; if(judge(a,b)==1) { c1=a; c2=b; } if(judge(a,b)==-1) { c1=b; c2=a; j=-1; } reverse(c1.begin(),c1.end()); reverse(c2.begin(),c2.end()); for(i=0;i<c2.length();i++) { if(c2.at(i)>=48&&c2.at(i)<=57) c2.at(i)-=48; if(c2.at(i)>=97&&c2.at(i)<=122) c2.at(i)-=87; } for(i=0;i<c1.length();i++) { if(c1.at(i)>=48&&c1.at(i)<=57) c1.at(i)-=48; if(c1.at(i)>=97&&c1.at(i)<=122) c1.at(i)-=87; } for(i=0;i<c2.length();i++) { c1.at(i)=c1.at(i)-c2.at(i); } for(i=0;i<c1.length()-1;i++) { if(c1.at(i)<0) { c1.at(i)+=n; c1.at(i+1)--; } } for(i=c1.length()-1;i>=0;i--) { if(c1.at(i)>0) break; } c1.erase(i+1,c1.length()); for(i=0;i<c1.length();i++) { if(c1.at(i)>=10) c1.at(i)+=87; if(c1.at(i)<10) c1.at(i)+=48; } reverse(c1.begin(),c1.end()); if(j==-1) c1.insert(0,d); return c1; } string multiply(string a,string b)//整数 { long int i,j,k,yao=0,kai; string c1,c2; string c3=a+b; if(a.at(0)=='-') { a.erase(0,1); yao++; } if(b.at(0)=='-') { b.erase(0,1); yao++; } a=dezero(a); b=dezero(b); if(a.at(0)==48||b.at(0)==48) return "0"; if(a.length()>b.length()) { c1=a; c2=b; } else { c1=b; c2=a; } reverse(c1.begin(),c1.end()); reverse(c2.begin(),c2.end()); for(i=0;i<c2.length();i++) { if(c2.at(i)>=48&&c2.at(i)<=57) c2.at(i)-=48; if(c2.at(i)>=97&&c2.at(i)<=122) c2.at(i)-=87; } for(i=0;i<c1.length();i++) { if(c1.at(i)>=48&&c1.at(i)<=57) c1.at(i)-=48; if(c1.at(i)>=97&&c1.at(i)<=122) c1.at(i)-=87; } for(i=0;i<c3.length();i++) c3.at(i)=0; for(i=0;i<c2.length();i++) { for(j=0;j<c1.length();j++) { kai=c2.at(i)*c1.at(j); c3.at(i+j+1)+=kai/n; c3.at(i+j)+=kai%n; for(k=i+j;k<c3.length()-1;k++) { if(c3.at(k)>=n) { c3.at(k+1)+=c3.at(k)/n; c3.at(k)=c3.at(k)%n; } else { break; } } } } for(i=c3.length()-1;i>=0;i--) { if(c3.at(i)>0) break; } c3.erase(i+1,c3.length()); for(i=0;i<c3.length();i++) { if(c3.at(i)>=10) c3.at(i)+=87; if(c3.at(i)<10) c3.at(i)+=48; } reverse(c3.begin(),c3.end()); if(yao==1) c3="-"+c3; return c3; } string mod(string a,string b) { long int i,j=0; string c1,c2,c3,d; if(a.at(0)=='-') j=1; if(judge(a,b)==0) return "0"; if(judge(a,b)==-1) { return dezero(a); } c1=dezero(a); c2=dezero(b); d=""; for(i=0;i<c1.length();i++) { d=d+c1.at(i); while(judge(d,b)>=0) { d=minus(d,b); d=dezero(d); } } if(j==1) d=minus(b,d); return dezero(d); } string divide(string a,string b)//正整数除法 { if(b.length()==1&&b.at(0)==48) return "error"; long int i,j; string c1,c2,d,e; if(judge(a,b)==0) return "1"; if(judge(a,b)==-1) { return "0"; } c1=dezero(a); c2=dezero(b); d=""; e=""; for(i=0;i<c1.length();i++) { j=0; d=d+c1.at(i); d=dezero(d); while(judge(d,b)>=0) { d=minus(d,b); d=dezero(d); j++; } e=e+"0"; e.at(i)=j; } for(i=0;i<e.length();i++) { if(e.at(i)>=10) e.at(i)+=87; if(e.at(i)<10) e.at(i)+=48; } e=dezero(e); return e; } string quickpower(string a,string b,string c)//快速指数算法a的b次方mod c { //进制转换 string e; long int i; i=0; while(1) { if(b.length()==1&&b.at(0)==48) break; e=e+"0"; e.at(i)=mod(b,"2").at(0); b=divide(b,"2"); i++; } reverse(e.begin(),e.end()); //快速指数算法 b=e; string d="1"; for(i=0;i<b.length();i++) { if(b.at(i)==49) d=multiply(d,a); if(i!=b.length()-1) d=multiply(d,d); d=mod(d,c); } return d; } int main() { string a,b,c; while(cin>>a>>b>>c) { cout<<quickpower(a,b,c)<<endl; } return 0; }
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持猪先飞。
上一篇: C++实现大整数乘法(字符串乘法)
相关文章
- vector是表示可以改变大小的数组的序列容器,本文主要介绍了C++STL标准库std::vector的使用详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2022-03-06
- 这篇文章主要介绍了C++中取余运算的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-02-23
- 这篇文章主要介绍了C++ string常用截取字符串方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
- 本文通过例子,讲述了C++调用C#的DLL程序的方法,作出了以下总结,下面就让我们一起来学习吧。...2020-06-25
- 本篇文章主要介绍了C++中四种加密算法之AES源代码,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。...2020-04-25
- 整数拆分,指把一个整数分解成若干个整数的和。本文重点给大家介绍C++ 整数拆分方法详解,非常不错,感兴趣的朋友一起学习吧...2020-04-25
- 这篇文章主要介绍了C++中Sort函数详细解析,sort函数是algorithm库下的一个函数,sort函数是不稳定的,即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变...2022-08-18
- 这篇文章主要介绍了C++万能库头文件在vs中的安装步骤(图文),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-02-23
- 这篇文章主要介绍了C++ bitset用法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
- 本篇文章小编并不是为大家讲解string类型的用法,而是讲解我个人比较好奇的问题,就是string 类型占几个字节...2020-04-25
- 这篇文章主要为大家详细介绍了C++ Eigen库计算矩阵特征值及特征向量,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2020-04-25
- 这篇文章主要介绍了C++ pair的用法实例详解的相关资料,需要的朋友可以参考下...2020-04-25
- 这篇文章主要介绍了VSCode C++多文件编译的简单使用方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-03-29
- 虽然C++11引入了智能指针的,但是开发人员在与内存的斗争问题上并没有解放,如果我门实用不当仍然有内存泄漏问题,其中智能指针的循环引用缺陷是最大的问题。下面通过实例代码给大家介绍c++中的循环引用,一起看看吧...2020-04-25
- 这篇文章主要给大家介绍了关于C++随机点名生成器的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
- map容器是C++ STL中的重要一员,删除map容器中value为指定元素的问题是我们经常与遇到的一个问题,下面这篇文章主要给大家介绍了关于利用C++如何删除map容器中指定值的元素的相关资料,需要的朋友可以参考借鉴,下面来一起看看吧。...2020-04-25
- 这篇文章主要介绍了C++ 约瑟夫环问题案例详解,本篇文章通过简要的案例,讲解了该项技术的了解与使用,以下就是详细内容,需要的朋友可以参考下...2021-08-15
- 这篇文章主要介绍了C++中cin的用法详细,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
- 本篇文章是对C++中的常见编译错误进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下...2020-04-25
- 在本篇内容里小编给大家分享了关于C++实现递归函数的教学步骤,需要的朋友跟着参考下。...2020-04-25