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高精度算法——高精度乘法

高精度乘法

说明:

高精度乘法,会比高精加法、减法稍微难那么一点点,主要是乘法要用到,高精度加法去做,也就是说,如果高精度加法没有学好,高精度乘法也就会有点难理解了,但是吧,你既然搜到了并点到了这里,就说明你已经会高精度加法了,既然你已经会高精度加法了,就说明你知道为什么要用高精度了,就不再多说废话了。

模拟乘法:

123
x79
1107
861
9717
  • 首先我们得清楚乘法是怎么算的,才能更好地去模拟。
  • 我们都知道是用9去一 一乘上面的数,先是9 * 3 再是9 * 2 最后是9 * 1,但是相乘有可能会超过10,所以就要有进位,这个是要时刻记得的,再之后的数组模拟时要用到
  • 之后就是用 7 去一 一乘上面的数 7 * 2 再是 7 * 2 最后是 7 * 1,也是和9 一样要记得有进位时就进位。
  • 最后就是两者相加了,因为可能两个相乘的数很大,所以导致这个相加的数也很大,所以知道为什么要会高精度加法了吗。好的,简单的介绍下乘法的模拟过程,接下来就真正开始用数组去模拟这个过程了。

数组模拟:

  • 首先也是和高精度加法一样也是先要反转,为什么要反转就细说了,因为,你输入结束之后下标零是最高位,我们都是从个位开始乘的,所以要先反转。
for (int i = 0; i < str1.size(); i ++)
	a[i] = str1[str1.size()-1-i] - '0';
for (int i = 0; i < str2.size(); i ++)
	b[i] = str2[str2.size()-1-i] - '0';
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  • 反转之后就可以进行模拟乘法了,再这里你会发现,这里没有求数字的长度,这是因为,乘法是每个数都要乘一遍,所以不需要,先求长度。
for (int i = 0; i < str1.size(); i ++) {
	for (int j = 0; j < str2.size(); j ++) {
		c[i+j] += a[i] * b[j];
		c[i+j+1] += c[i+j] / 10;
		c[i+j] = c[i+j] % 10;
	}
}
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  • 这个代码肯定是有必要讲的,因为这是最核心一个部分。
  • 首先为什么要用循环,以上面的为例,9 是不是乘了上面每一个数,不用循环怎么让它能乘到每一个数呢,这是第一层循环的作用,那么第二层呢,下面的每个数字是不是要乘上面的每个数字,这个一层循环就是要能让下面的数字都能乘到。
  • c[i+j] += a[i] * b[i] , 这里为什么要 i + j 呢,这里是精髓所在,你看我们这个上面是不是用了一个数乘,得到一个答案,然后用第二个数乘就要隔一个空,这个也为了要隔一个,i = 0时,j遍历完之后,i就等于1了,是不是就相当于隔了0 这个位置了,后面也是一样的。
  • 但为什么又要用 += 这个运算符呢,这个就是为了模拟加法了,也是用上面的例子来讲,用9 乘完以后是不是等于1107,隔了7,i 此时等于1,这时i+j这个位置是不是就有数字了,所以就是当这个位置上有数字就要加上,不然不就没有最后那个加法的运算了嘛。
  • c[i+j+1] += c[i+j] / 10 , 这个就不用解释了吧,同高精度加法一样,也是为了进位用的,两数相乘可能超出十了,所以要进位, 这里的 += 也是一样,可能此时位置已经有值了,所以要一并加上。
  • c[i+j] %= 10 ,这个也是同高精度加法一样,获取余数,,也就是这个位置应该有的值。
  • 完成了最主要的部分,是不是就要输出啦,但是,还有个小小的为题就是前导零,因为可能,0 乘 一个 多位数的数字,这个就会得到很多零,但是我们只要输出一个零就可以了,所以就要去前导零。
int as = str1.size() + str2.size();
while (c[as-1] == 0 && as > 1)
    as -= 1;
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  • 3
  • 为什么要把两者的数字长度相加呢,如果你仔细观察你会发现,不管多大的数相乘最后的结果的位数,不会超过两者相加的大小,最大也就是两者相加的长度。
  • 下面就是去前导零了,这个就不用讲了吧,既然你会高精度加法,这个肯定也是没问题的。
  • 最后就是输出了。
for (int i = 0; i < as; i ++)
    cout << c[as-1-i];
  • 1
  • 2
  • 到这里应该都会了吧,现在你可以试试你学的成果(A*B Problem

顺便把这题完整的代码也附上把:

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
const int N = 100000000;
int a[N], b[N], c[N];
int main()
{
    string str1;
    string str2;
    cin >> str1 >> str2;
    for (int i = 0; i < str1.size(); i ++)
        a[str1.size()-1-i] = str1[i] - '0';
    for (int i = 0; i < str2.size(); i ++)
        b[str2.size()-1-i] = str2[i] - '0';
    for (int i = 0; i < str1.size(); i ++){
        for (int j = 0; j < str2.size(); j ++){
            c[j+i] += a[i] * b[j];
            c[j+1+i] += c[j+i] / 10;
            c[j+i] %= 10;
        }
    }int as = str1.size() + str2.size();
    while (c[as-1] == 0 && as > 1)
        as -= 1;
    for (int i = 0; i < as; i ++)
        cout << c[as-1-i];
    return 0;
}
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