大整数的四则运算高质量C语言程序.docx
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大整数的四则运算高质量C语言程序
设计题目:
大整数的四则运算
1.功能简介:
编写出实现大整数之间相加,相减,相乘,相除的程序,并输出计算结构。
课程设计要求:
采用模块化程序设计
源程序中应有足够的注释
必须上机调试通过
注重算法运用,优化存储效率与运算效率
需提交源程序(含有注释)及相关文件(数据或数据库文件);
提交设计报告书。
2.总体结构:
流程图:
3.概要设计:
1)加法运算
利用两个整形数组分别存放两个数a和b的每一位的数值,最低位存放符号。
如果a和b同号,从最低为开始计算,如果有进位则保存在高一位,本为则减10,然后反序将计算后的各个位的数值保存在一个数组c并输出,如果a和b都是负数则在前面要输出负号,函数的返回值为c的位数。
如果a和b异号,也即两个正整数相减,从最低位开始相减,如果要借位则本位加10再相减,高一位要减1,然后反序将计算后的各个位的数值保存在一个数组c并输出,在前面要输出相应的符号位。
2)减法运算
可将减法运算转化为加法运算,只要将被减数的符号改变即可。
3)乘法运算
符号存放在最低位,将其中一个数a的每一位分别乘以另一个数b的每一位,并将结果保存在数组c中,然后重复计算a的下一位跟b的每一位的乘积,把上一次计算保存在c的值加上本次计算后的值,并保存在c自身中,直到a的最高位,最后输出符号和相应的计算结果。
4)除法运算
利用乘法和减法,将除数分别乘以1到9,直到其值大于等于被除数的对应的数,然后被除数对应的数减去其乘积,保存在一个数组中,下一次循环把它归到被除数中继续做除法运算,最后得到余数并输出。
4.函数功能:
1.voidinit(inta[],intb[],int*p1,int*p2)
2.功能说明:
读入所要计算的数值,数据初始化
3.intplus(inta[],intb[],intc[],intm,intn)
4.功能说明:
两个正整数相加
3.voidchange(inta[],intb[],intm,intn)
功能说明:
当两异号数相加时,改变其符号以符合加法运算
5.intminus(inta[],intb[],intd[],intm,intn)
6.功能说明:
两个正整数相减
5.voidminusfun(inta[],intb[],intd[],intm,intn)
功能说明:
判断两个异号数的相加方式
7.intmulti(inta[],intb[],intc[],intm,intn)
8.功能说明:
两个正整数相乘
7.voidprint(longc[],intflag)
功能说明:
打印带符号flag(1为负)的longc[]数组
8.intwrite(longa[],intflag)
功能说明:
将键盘敲入的数字按4位一组放入longa[],且将符号放入flag
9.voidmul(longa[],intfirst,intlast,longb[],longc[])
功能说明:
乘法,a的第last到first位乘以b,答案放到c
10.intcompara(longa[],intfirst,intlast,longb[])
功能说明:
比较数组a,b大小,firstlast分别为a的最高最低位
11.intminusd(longa[],intfirst,intlast,longb[],longc[],intflag)
功能说明:
a为被减数,firstlast为a最高最低位,b为减数,c为差,flag为符号
12.voiddiv(longa[],longb[],longc[],intfa)
功能说明:
除法,a除以b的值放入c,fa为a符号
13.voidmenu()
功能说明:
打印菜单函数
14.voidmain()
功能说明:
主函数,调用其余函数,计算相应功能的值并输出。
5.源程序:
#include
#include
#include
#defineMAX40//可以修改,此时最大运算位数为四十位
#defineN10//此处应为最大位数除以4
voidinit(inta[],intb[],int*p1,int*p2)//输入
{
inti,j;
charr,s;
for(i=0;i { a[i]=0; b[i]=0; } printf("请输入处理的第一个数的值: "); r=getchar(); if(r==45) { a[0]=r; for(i=1;(r=getchar())! ='\n';i++) a[i]=r-48; } else { a[1]=r-48; for(i=2;(r=getchar())! ='\n';i++) a[i]=r-48; } *p1=i; printf("请输入处理的第二个数的值: "); s=getchar(); if(s==45) { b[0]=s; for(j=1;(s=getchar())! ='\n';j++) b[j]=s-48; } else { b[1]=s-48; for(j=2;(s=getchar())! ='\n';j++) b[j]=s-48; } *p2=j; } intplus(inta[],intb[],intc[],intm,intn)//加法运算 { intd[MAX]={0},i,j,k; for(i=0;i if(a[1]==0) { for(i=0;i return(i); } if(b[1]==0) { for(i=0;i return(i); } for(i=m-1,j=n-1,k=1;i>0&&j>0;i--,j--,k++) { d[k]=a[i]+b[j]+d[k]; if(d[k]>9) { d[k+1]++;d[k]=d[k]-10;} } while(i>0) { d[k]=d[k]+a[i]; if(d[k]>9) { d[k+1]++;d[k]=d[k]-10; } k++; i--; } while(j>0) { d[k]=d[k]+b[j]; if(d[k]>9) { d[k+1]++;d[k]=d[k]-10; } k++; j--; } d[0]=a[0]+b[0]; c[0]=d[0]; if(d[k]==0) k--; for(i=1;k>0;i++,k--) c[i]=d[k]; return(i); } voidchange(inta[],intb[],intm,intn)//变号运算 { inti,j; intc[MAX]; if(m<=n&&b[0]==45) { for(i=1;i c[i]=a[i]; for(i=1,j=1;j a[i]=b[j]; for(i=1,j=1;j b[i]=c[j]; for(j=i;j b[j]=0; return; } if(m>=n&&a[0]==45) { a[0]=0; b[0]=45; return; } } intminus(inta[],intb[],intd[],intm,intn)//减法运算 { intc[MAX]={0},i,j,k; for(i=0;i d[i]=0; for(i=m-1,j=n-1,k=1;i>0&&j>0;i--,j--,k++) { if(c[k]<0||a[i] { c[k]=c[k]+a[i]-b[j]; if(c[k]<0) { c[k]+=10; c[k+1]--; } } elsec[k]=a[i]-b[j]; } while(i>0) { c[k]=c[k]+a[i]; if(c[k]<0) { c[k]+=10; c[k+1]--; } k++;i--; } c[k]=a[i]+c[k]; while(c[k]<=0&&k>0) k--; for(i=1;k>0;i++) d[i]=c[k--]; return(i); } voidminusfun(inta[],intb[],intd[],intm,intn)//判断是否两异号数相加 { inti,j,f=0,g=0; if(a[1]==0) { if(b[0]! =0)printf("-"); for(i=1;i printf("%d",b[i]); printf("\n"); return; } if(b[1]==0) { if(a[0]! =0) printf("-"); for(i=1;i printf("%d",a[i]); printf("\n"); return; } if(m==n) { for(i=1;i { if((a[i]b[i]&&a[0]==45)) g=1; if(a[i]! =b[i])f=1; } if(f==0) { printf("0\n"); return; } if(g==1) { change(a,b,m,n); printf("-"); j=minus(a,b,d,n,m); for(i=1;i printf("\n");return; } elseif(a[0]==45&&b[0]==0) { j=minus(b,a,d,n,m); for(i=1;i printf("%d",d[i]); printf("\n"); return; } else { j=minus(a,b,d,m,n); for(i=1;i printf("%d",d[i]); printf("\n");return; } } if(m>n&&b[0]==45) { j=minus(a,b,d,m,n); for(i=1;i printf("\n");return; } if(m { change(a,b,m,n); printf("-"); j=minus(a,b,d,n,m); for(i=1;i printf("%d",d[i]); printf("\n"); return; } if(m>n&&a[0]==45) { change(a,b,m,n); printf("-"); j=minus(a,b,d,m,n); for(i=1;i printf("%d",d[i]); printf("\n"); return; } if(m { j=minus(b,a,d,n,m); for(i=1;i printf("%d",d[i]); printf("\n"); return; } } intmulti(inta[],intb[],intc[],intm,intn)//正整数乘法运算 { intd[MAX]={0},e[MAX]={0},i,j,k,r,s,x,y; for(i=0;i c[i]=0; if(m<=n) { for(i=m-1,s=1;i>0;i--,s++) { for(r=0;r for(j=n-1,k=1*s;j>0;j--,k++) { d[k]=a[i]*b[j]+d[k]; if(d[k]>9){d[k+1]=d[k+1]+d[k]/10;d[k]=d[k]%10;} } if(d[k]==0) k--; y=k; for(r=1;k>0;r++,k--) e[r]=d[k]; for(r=1;r d[r]=e[r]; if(s==1) x=plus(c,d,e,0,y+1); else x=plus(c,d,e,y,y+1); for(r=0;r c[r]=e[r]; } } elseif(m>n) { for(j=n-1,s=1;j>0;j--,s++) { for(r=0;r { d[r]=0;e[r]=0; } for(i=m-1,k=1*s;i>0;i--,k++) { d[k]=a[i]*b[j]+d[k]; if(d[k]>9) { d[k+1]=d[k+1]+d[k]/10; d[k]=d[k]%10; } } if(d[k]==0) k--; y=k; for(r=1;k>0;r++,k--) e[r]=d[k]; for(r=1;r d[r]=e[r]; if(s==1) x=plus(c,d,e,0,y+1); else x=plus(c,d,e,y,y+1); for(r=0;r c[r]=e[r]; } } return(x); } voidprint(longc[],intflag)//输出 { inti; for(i=N-1;i>=0;i--) if(c[i]) break; if(flag) printf("-"); printf("%4d",c[i--]); for(;i>=0;i--) { if(c[i]/1000) printf("%4ld",c[i]); elseif(c[i]/100) printf("0%3ld",c[i]); elseif(c[i]/10) printf("00%2ld",c[i]); else printf("000%1ld",c[i]); } } intwrite(longa[],intflag)//将键盘敲入的数字按4位一组放入longa[],且将符号放入flag { charnum[N*4]; chartemp; inti,j,k; for(i=0;i { num[i]=getchar(); if(num[i]==10) { i--; break; } if(num[i]==45) { flag=(flag+1)%2; i--; } } k=0; for(j=0;j<=i/2;j++) { temp=num[j]; num[j]=num[i-k]; num[i-k]=temp; k++; } k=1; for(j=0;j<=i;j++) switch(k) { case1: a[j/4]+=(long)(num[j]-48); k++;break; case2: a[j/4]+=(long)(num[j]-48)*10; k++;break; case3: a[j/4]+=(long)(num[j]-48)*100; k++;break; case4: a[j/4]+=(long)(num[j]-48)*1000; k=1;break; } returnflag; } voidmul(longa[],intfirst,intlast,longb[],longc[])//乘法 { inti,j; intmax_i; longtemp; for(max_i=N-1;max_i>=0;max_i--) if(b[max_i]) break; for(i=0;i<=max_i;i++) if(b[i]) for(j=first;j<=last;j++) { temp=a[j]*b[i]; c[i+j-first]+=temp%10000; c[i+j-first+1]+=((temp/10000)+(c[i+j-first]/10000)); c[i+j-first]=c[i+j-first]%10000; } } intcompara(longa[],intfirst,intlast,longb[])//比较数组a,b大小 { intflag=2; inti; intk=0; intlen; for(len=N-1;len>=0;len--) if(b[len]) break; if((first-last)>=len) { if((first-last)>len) flag=1; else for(i=len;i>=0;i--) { if(a[first-k]>b[i]) { flag=1; break; } if(a[first-k] { flag=0; break; } k++; } } else flag=0; return flag; } intminusd(longa[],intfirst,intlast,longb[],longc[],intflag) { intnotchange; inti,k=0; intmax; notchange=compara(a,first,last,b); if(notchange) { for(i=last;i<=first;i++) { if(a[i] { a[i]+=10000; a[i+1]--; } c[i]=a[i]-b[k]; k++; } } else { flag=(flag+1)%2; for(max=N-1;max>=0;max--) if(b[max]) break; for(i=0;i<=max;i++) {
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