Comment puis-je implémenter des entiers de longueur arbitraire en C ?

Implémentation d'entiers de longueur arbitraire en C

Lorsqu'ils sont confrontés à la tâche de gérer des nombres dépassant la capacité d'un entier long typique, de nombreux programmeurs recourir aux implémentations open source existantes. Cependant, le défi de créer votre propre classe BigInt personnalisée offre des informations précieuses sur les subtilités des opérations numériques.

Approche

L'approche fondamentale de la mise en œuvre de BigInt consiste à représenter le nombre sous forme de chaîne, en la décomposant en chiffres plus petits (par exemple, des chiffres simples) et en les stockant dans un tableau. Cela permet une mise en œuvre simple des opérateurs de comparaison. Le défi réside dans la mise en œuvre d'opérations plus complexes comme l'addition et la multiplication.

Addition

Pour effectuer l'addition, nous imitons les opérations binaires utilisées par les processeurs. Chaque élément du tableau de valeurs de BigInt est ajouté, tout débordement étant reporté à l'élément suivant. À titre d'exemple, considérons l'implémentation de l'opérateur = :

BigInt& operator+=(const BigInt& operand) {
  BT count, carry = 0;
  for (count = 0; count < std::max(value_.size(), operand.value_.size()); count++) {
    BT op0 = count < value_.size() ? value_.at(count) : 0,
       op1 = count < operand.value_.size() ? operand.value_.at(count) : 0;
    BT digits_result = op0 + op1 + carry;
    if (digits_result - carry < std::max(op0, op1)) {
      BT carry_old = carry;
      carry = digits_result;
      digits_result =
          (op0 + op1 + carry) >> sizeof(BT) * 8; // NOTE [1]
    } else
      carry = 0;
  }

  return *this;
}

Multiplication

La multiplication peut être effectuée à l'aide d'additions répétées. Alternativement, des algorithmes efficaces comme la méthode Karatsuba peuvent être utilisés.

Considérations supplémentaires

La classe BigInt doit fournir des opérateurs standard tels que Operator<< pour les opérateurs de décalage et de comparaison comme Operator<. Se lier d'amitié avec l'opérateur std::ostream<< permet une sortie pratique. Des optimisations peuvent être apportées pour améliorer l'efficacité, comme vérifier le nombre de chiffres avec size() avant d'effectuer des comparaisons.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!