C++大数模板

http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/6595881

   分别使用C++中的运算符重载的方法来实现大数之间的数学运算，包括加法、减法、乘法、除法、n次方、取模、大小比较、赋值以及输入流、输出流的重载。。

         并且使用这个大数模板，顺利AC了HDOJ上的1134这个题目的Catalan数计数问题。。http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1134

大数模板的代码如下：

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>

#include <algorithm>
using namespace std;
#define MAXN 9999
#define MAXSIZE 10
#define DLEN 4
class BigNum
{
private:
int a[500];//可以控制大数的位数
int len;//大数长度
public:
BigNum();//构造函数
BigNum(const int);//将一个int类型的变量转化为大数
BigNum(const char*);//将一个字符串类型的变量转化为大数
BigNum(const BigNum&);//拷贝构造函数
BigNum &operator=(const BigNum&);//重载赋值运算符，大数之间进行赋值运算
friend istream& operator>>(istream&,BigNum&);//重载输入运算符
friend ostream& operator<<(ostream&,BigNum&);//重载输出运算符
BigNum operator+(const BigNum &) const;//重载加法运算符，两个大数之间的相加运算
BigNum operator-(const BigNum &) const;//重载减法运算副，两个大数之间的减法运算
BigNum operator*(const BigNum &) const;
BigNum operator/(const int &) const;
BigNum operator^(const int &) const;//大数的n次方运算
int operator%(const int &) const;//大数对一个int类型的变量进行取模运算
bool operator>(const BigNum& T) const;//大数和另外一个大数的大小比较
bool operator>(const int &t) const;//大数和一个int类型的变量的大小比较
void print();//输出大数
};

#include "stdafx.h"
#include "BigNum.h"
BigNum::BigNum()
{
len=1;
memset(a,0,sizeof(a));
}
BigNum::BigNum(const int b)//将一个int转化为大数
{
int c,d=b;
len=0;
memset(a,0,sizeof(a));
c=d;
while(d>MAXN)
{
c=d-(d/(MAXN+1))*(MAXN+1);
d=d/(MAXN+1);
a[len++]=c;
}
a[len++]=c;
}
BigNum::BigNum(const char *s)
{//将一个字符串类型的变量转化为大数
int t,k,index,l,i;
memset(a,0,sizeof(a));
l=strlen(s);
len=l/DLEN;
if(l%DLEN)
len++;
index=0;
for(i=l-1;i>=0;i-=DLEN)
{
t=0;
k=i-DLEN+1;
if(k<0)
k=0;
for(int j=k;j<=i;j++)
t=t*10+s[j]-'0';
a[index++]=t;
}
}
BigNum::BigNum(const BigNum &T):len(T.len)
{
int i;
memset(a,0,sizeof(a));
for(i=0;i<len;i++)
a[i]=T.a[i];
}
BigNum& BigNum::operator =(const BigNum & n)
{
int i;
len=n.len;
memset(a,0,sizeof(a));
for(i=0;i<len;i++)
a[i]=n.a[i];
return *this;
}
istream& operator>>(istream& in,BigNum& b)
{
char ch[MAXSIZE*4];
int i=-1;
in>>ch;
int l=strlen(ch);
int count=0,sum=0;
for(i=l-1;i>=0;)
{
sum=0;
int t=1;
for(int j=0;j<4&&i>=0;i--,t*=10)
{
sum+=(ch[i]-'\0')*t;
}
b.a[count]=sum;
count++;
}
b.len=count++;
return in;
}
ostream& operator<<(ostream& out,BigNum& b)
{
int i;
cout<<b.a[b.len-1];
for(i=b.len-2;i>=0;i--)
{
cout.width(DLEN);
cout.fill('0');
cout<<b.a[i];
}
return out;
}
BigNum BigNum::operator +(const BigNum &T) const
{
BigNum t(*this);
int i,big;
big=T.len>len?T.len:len;
for(i=0;i<big;i++)
{
t.a[i]+=T.a[i];
if(t.a[i]>MAXN)
{
t.a[i+1]++;
t.a[i]-=MAXN+1;
}
}
if(t.a[big]!=0)
{
t.len=big+1;
}
else
t.len=big;
return t;
}
BigNum BigNum::operator -(const BigNum &T) const
{
int i,j,big;
bool flag;
BigNum t1,t2;
if(*this>T)
{
t1=*this;
t2=T;
flag=0;
}
else
{
t1=T;
t2=*this;
flag=1;
}
big=t1.len;
for(i=0;i<big;i++)
{
if(t1.a[i]<t2.a[i])
{
j=i+1;
while(t1.a[j]==0)
j++;
t1.a[j--]--;
while(j>i)
t1.a[j--]+=MAXN;
t1.a[i]+=MAXN+1-t2.a[i];
}
else
t1.a[i]-=t2.a[i];
}
t1.len=big;
while(t1.a[len-1]==0&&t1.len>1)
{
t1.len--;
big--;
}
if(flag)
t1.a[big-1]=0-t1.a[big-1];
return t1;
}
BigNum BigNum::operator *(const BigNum &T) const
{
BigNum ret;
int i,j,up;
int temp,temp1;
for(i=0;i<len;i++)
{
up=0;
for(j=0;j<T.len;j++)
{
temp=a[i]*T.a[j]+ret.a[i+j]+up;
if(temp>MAXN)
{
temp1=temp-temp/(MAXN+1)*(MAXN+1);//余数
up=temp/(MAXN+1);//进数
ret.a[i+j]=temp1;
}
else
{
up=0;
ret.a[i+j]=temp;
}
}
if(up!=0)
ret.a[i+j]=up;
}
ret.len=i+j;
while(ret.a[ret.len-1]==0&&ret.len>1)
ret.len--;
return ret;
}
BigNum BigNum::operator /(const int &b) const
{
BigNum ret;
int i,down=0;
for(i=len-1;i>=0;i--)
{
ret.a[i]=(a[i]+down*(MAXN+1))/b;
down=a[i]+down*(MAXN+1)-ret.a[i]*b;
}
ret.len=len;
while(ret.a[ret.len-1]==0&&ret.len>1)
ret.len--;
return ret;
}
int BigNum::operator %(const int &b) const
{
int i,d=0;
for(i=len-1;i>=0;i--)
{
d=((d*(MAXN+1))%b+a[i])%b;
}
return d;
}
BigNum BigNum::operator ^(const int &n) const
{
BigNum t;
BigNum ret(1);
int i;
if(n<0)
exit(-1);
if(n==0)
return 1;
if(n==1)
return *this;
int m=n;
while(m>1)
{
t=*this;
for(i=1;i<<1<=m;i<<=1)
{
t=t*t;
}
m-=i;
ret=ret*t;
if(m==1)
{
ret=ret*(*this);
}
}
return ret;
}
bool BigNum::operator >(const BigNum &T) const
{
int ln;
if(len>T.len)
return true;
else if(len==T.len)
{
ln=len-1;
while(a[ln]==T.a[ln]&&ln>=0)
ln--;
if(ln>=0&&a[ln]>T.a[ln])
{
return true;
}
else
return false;
}
else
return false;
}
bool BigNum::operator >(const int &t) const
{
BigNum b(t);
return *this>b;
}
void BigNum::print()
{
int i;
cout<<a[len-1];
for(i=len-2;i>=0;i--)
{
cout.width(DLEN);
cout.fill('0');
cout<<a[i];
}
cout<<endl;
}

int main()
{
int i,n;
BigNum x[101];
x[0]=11231231;
x[1]="123123123";
//x[0].print();
//x[1].print();
x[2]=(x[0]*x[1])^5;
x[2].print();
return 0;
}