创建一个无长度限制的大整型，并实现加减乘除等功能

参考：

https://blog.csdn.net/qq_36894136/article/details/79074728 https://blog.csdn.net/u013553804/article/details/51175388

大整型头文件

#include #include #include 

/*    说明：    num1、num2、result都需在用malloc创建后初始化为0(ASCII码的0)*/

//为了保证可移植性，对基本类型重命名 typedef int Interger;typedef char Char;

//设置一个无长度限制的整数存储结构typedef struct bigint{     Char *num;     //存储大整型，刚开始是'9'之类的字符，但是经过转换后通过%d输出则为数字了      Interger sign;     //表示数值的正负，1表示正号，-1表示负号      Interger digit;    //表示数值的位数，负号不算一位 }BIGINT,*pBIGINT;     //BIGINT是指向结构体的新类型名，pBIGINT是指向结构体的指针变量 

//声明函数void createBigInt(pBIGINT num,int len); void bigIntTrans(pBIGINT num1);void bigIntTrim(pBIGINT num1); void bigIntPrint(pBIGINT result);Interger bigIntEqual(pBIGINT num1,pBIGINT num2);void bigIntAdd1(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result);void bigIntSub1(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result);void bigIntSub(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result);void bigIntAdd(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result);void bigIntMul(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result);void bigIntDiv(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result,pBIGINT residue);

大整型实现

#include #include #include #include "bigint.h"

void createBigInt(pBIGINT num1,int len){     Interger i;//用于遍历      //创建大整型      if(!(num1->num=(char *)malloc(sizeof(char) * (len))) )     {        printf("内存分配失败！\n");        exit(0);     }

     num1->digit = len;

     //初始化为0      for(i = 0;i digit;i ++){        num1->num[i] = 0;     }}

//把输入的字符转化为数字，并反转，即num数组的第一位对于个位数(刚开始输入是对应最高位) void bigIntTrans(pBIGINT num1){    Char temp;  //临时存储位置，用于反转，不用开辟临时数组     Interger i = 0,len,t;//i用于循环遍历，len用于存储num的长度，t用于保留num1原来的长度    t = num1->digit;     len = strlen(num1->num);//得到num1的长度，不计算'\0'，即计算实际长度(包括空格),    //c系统在用字符数组存储字符串常量时会自动加一个'\0'作为结束符 

    /* 这里代码重写了，可以优化，若输入第一位为负号，可以让i自增1     if(num1->num[0] == '-') //看输入的数据第一位是否是负号     {        num1->sign = -1; //设置负号到sign中         for(i = 1;i             num1->num[i] -= '0'; //把每一项减去‘0’，使得按%d输出时可以输出整数        }        num1->digit = len - 1; //保存位数     }else{//是正数，从0位开始         num1->sign = 1;        for(i = 0;i             num1->num[i] -= '0'; //把每一项减去‘0’，使得按%d输出时可以输出整数        }        num1->digit = len; //保存位数     }    */    num1->sign = 1; //先假设数值是正数     num1->digit = len; //len为数值长度     if(num1->num[0] == '-') //看输入的数据第一位是否是负号     {        num1->sign = -1; //设置负号到sign中         //注意哦，这时候num1->num[0] == ‘-’,所以，如果进行下面的反转就会出错哦        for(i = 0;i digit;i ++){            num1->num[i] = num1->num[i + 1];//把数组向前移动一位         }        num1->digit = len - 1; //保存位数     }

    //注意，这里用num1->digit做条件，要是用i//那么对于-5这样的来说，num1->num[1] = -48了，多减了一次哦 for(i = 0;i digit;i ++){         num1->num[i] -= '0'; //把每一项减去‘0’，使得按%d输出时可以输出整数    }//i重置0,将数组反转，这里也是，不用i //否则，对于-5来说，反转后num1->digit=1,num1->num[0]=0，会触发除数为0的错误 for(i = 0;i digit / 2;i ++){//len / 2对于奇数偶数都成立         temp = num1->num[i];        num1->num[i] = num1->num[num1->digit - 1 - i];//这里右边的别忘了是num1->digit - 1 - i哦         num1->num[num1->digit - 1 - i] = temp;//别写成len-1-i     } //调用函数处理最高位后多余的0    bigIntTrim(num1);//清理多余的0后按实际大小重新分配空间    Char *newbase;if(t > num1->digit){        newbase = (Char*)realloc(num1->num,num1->digit);if(newbase == NULL){printf("重新分配空间失败！\n");        }        num1->num = newbase;        newbase = NULL;    } }//整理数据，把最高位后面的零不打印输出，即重新设置digit，考虑两种情况：一种是num全部为零；另一种正常 void bigIntTrim(pBIGINT num1){    Interger i;//从最高位开始遍历啦，num1->digit-1 for(i = num1->digit-1;i >= 0; i --){if(num1->num[i] != 0){//注意这里已经减去'0'了，所以这里不能用!='0'，因为ASCII码不等 break;         }    }    num1->digit = i + 1;    //记得加1 if(i 0){//全部为0的情况         num1->num[0] = 0;        num1->digit = 1;        num1->sign = 1;//0也设为正号吧     }}//把数组num按反序输出，即先输出最高位 void bigIntPrint(pBIGINT result){    bigIntTrim(result);//先调用函数清理一下最高位可能存在的多余的0     Interger i;//要考虑是否是负数，如果是，输出‘-’if(result->sign == -1){printf("-");    } for(i = result->digit-1;i >= 0;i --){//包括0的情况 printf("%d",result->num[i]);    } }//比较绝对值的大小，若num1 > num2，返回1；等于返回0；小于返回-1 //比较绝对值时需先调用bigIntTrans及bigIntTrim函数 Interger bigIntEqual(pBIGINT num1,pBIGINT num2){    Interger rs = 0,i = 0;  //rs表示两个数比较的结果，先默认为相等，这样可以省去判断 i小于0的代码 if(num1->digit > num2->digit){//位数大，则大于         rs = 1;    }else if(num1->digit digit){//位数小，则小于         rs = -1;    }else{//位数相等，判断 for(i = num1->digit-1;i >= 0;i --){//因为位数相等，所以选任意一个的位数赋值给i都行，从高位开始 if(num1->num[i] > num2->num[i]){                rs = 1;break;            }else if(num1->num[i] num[i]){                rs = -1;break;            }else{continue;            }         }    }return rs;}//根据bigIntEqual函数返回值看是否要调整num1及num2，保证前者大于后者void bigIntAdd(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result){    Interger rs = bigIntEqual(num1,num2);if(rs 1){//如果rs小于1，要把两者互换，保证num1最大         pBIGINT temp = num1;        num1 = num2;        num2 = temp;        temp = NULL;//使之为空     }

    if(num1->sign * num2->sign > 0){//同号相加，包括-7+(-5),7+5等         bigIntAdd1(num1,num2,result);     }else{//异号相加，也可以认为是相减    //所以这时候不用考虑3-(-5)，-7-7这种情况了，因为把减法转化为加法后，他们符合同号相加，被筛掉了         if(rs == 0){//如果等于0，那么相减就为0了哦             result->digit = 1;            result->num[0] = 0;            result->sign = 1;             return ;        }        bigIntSub1(num1,num2,result);    }   }

//实现同号相加 void bigIntAdd1(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result){    result->sign = num1->sign;//结果的正负跟num1一致，因为是同号相加    //先设结果的位数为num1的位数+1，即使有多余的0，最后一行代码会纠正的     result->digit = num1->digit + 1;    Interger i; //i循环遍历    for(i = 0;i digit;i ++){//注意哦，这里idigit不用减去1，要不然出错     //这里直接以num1的digit为条件吧，开辟空间时num1与num2一样大，然后都初始化为0         result->num[i] += num1->num[i] + num2->num[i];//记得加上进位         if(result->num[i] >= 10){            //进位也不一定是进位1，而且用+=更准确             result->num[i+1] += result->num[i] / 10;            result->num[i] %= 10;        }else{            result->num[i+1] = 0; //如果无进位，也保存在result的num数组的下一位，赋值0        }    }     bigIntTrim(result);}

//把减号转化为加号，减去一个数等于加上这个数的相反数 void bigIntSub(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result){    /* 以下代码单独写会出现问题，其实减数应该转换为加法，所以num2的sign应该取反，然后因为都是加法了       所以可以调用add函数处理    Interger rs = bigIntEqual(num1,num2);    if(rs         pBIGINT temp = num1;        num1 = num2;        num2 = temp;        temp = NULL;//使之为空     }    if(num1->sign * num2->sign         bigIntAdd1(num1,num2,result); //这里不妥，如果是3-(-5)，那么调换后-5为num1，则结果为负数？        //但是如果设置num1为正数又不对，比如-7-7结果是负数……     }else{        if(rs == 0){//如果等于0，那么相减就为0了哦             result->digit = 1;            result->num[0] = 0;            result->sign = 1;             return ;        }        bigIntSub1(num1,num2,result);    }    */    num2->sign = -1 * num2->sign;   //减去一个数等于加上这个数的相反数     bigIntAdd(num1,num2,result);}

//执行5-3之类的运算 void bigIntSub1(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result){    result->sign = num1->sign;  //结果的符号取决于num1    result->digit = num1->digit;//先设结果的位数为num1的位数，即使有多余的0，最后一行代码会纠正的     Interger i,k = 0;   //i循环遍历,k保留进位     for(i = 0;i digit;i ++){        //减去result->num[i]是因为用它来存储借位         result->num[i] = num1->num[i] - num2->num[i] - k;        if(result->num[i] 0){            result->num[i] += 10;            k = 1;//注意这里是1，因为上面是减去k        }else{            k = 0;  //表示没有借位         }     }     bigIntTrim(result);}

//执行乘法运算 //乘法的原理是让乘数的每一位乘以被乘数，然后加起来； //两个乘数相乘最大的位数为二者之和，如99*99 void bigIntMul(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result){    result->sign = num1->sign * num2->sign;    result->digit = num1->digit + num2->digit;    Interger i,j,carry,pos; //i循环遍历num2的位数，k循环遍历num1的位数     Char temp;    for(i = 0;i digit;i ++){

        for(j = 0;j digit;j ++){

            //这里的+=是因为会有进位的可能，这里巧妙的用i+j存储结果，是因为i,j都是从0开始             //这样就可以巧妙地在乘数第二位乘时结果从十位开始             result->num[i+j] = result->num[i+j] +  num1->num[j] * num2->num[i];

            if(result->num[i+j] >= 10){                 //注意，不一定是进一位哦，而且要是+=才行，因为可能有两次进位，如99*99                 result->num[i+j+1] += result->num[i+j] / 10;                result->num[i+j] %= 10;            }/*原来是这行代码错了，不应该加的，要不然乘数可能出错，因为可能会把已经有的进位清零的             else{                result->num[i+j+1] = 0; //其实不用写这一行代码也行，因为初始化为0了             }*/ 

        }

        /* 下面这个是一位CSDN大佬的代码，可能思路更清晰         carry=0;                              //清除进位         //被乘数的每一位         for(j=0;jdigit;j++)                          {            //相乘并加上进位             temp=num2->num[i] * num1->num[j]+carry;                 //计算进位carry             carry =temp/10;             //计算当前位的值                                   temp=temp%10;                                     pos=i+j;            //计算结果累加到临时数组中             result->num[pos]+=temp;                         carry=carry+result->num[pos]/10;           //计算进位             result->num[pos]=result->num[pos]%10;         }        if(carry>0)        {            result->num[i+j]=carry;                //加上最高位进位             result->digit=i+j+1;                  //保存结果位数         }else            result->digit=i+j;                   //保存结果位数         */    }     bigIntTrim(result);}

//执行除法运算 //从被除数最高位开始，看能不能除以除数，如果不能向后借一位，依次类推//余数用一个pBIGINT类型记录，避免是大整型的数吧//存在被除数小于除数的情况，这时余数为被除数 void bigIntDiv(pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result,pBIGINT residue)//residue表示余数的意思 {    result->sign = num1->sign * num2->sign;//确定符号 

    if(num2->num[0] == 0 && num2->digit == 1){//除数为0，不允许         printf("除数不能为0!\n");        exit(0);    }     //i循环遍历;j遍历余数位数；k保留试商结果，m保留商的位数 ;temp用于商反转时     Interger i,j,k = 0,m = 0,temp;     for(i = num1->digit-1;i >= 0;i --){        residue->digit = num2->digit + 1; //余数的位数先设置为num2->digit+1,10000/9999的情况

        for(j = residue->digit - 1;j >= 0;j --){            residue->num[j] = residue->num[j-1]; //余数提一位，因为余数最低位应该是个位         }         residue->num[0] = num1->num[i];//把num1的下一位赋值给residue         bigIntTrim(residue);    //整理余数

        //这一块想除行不通，因为是个数组而不是一个数，所以只能不断地减         while(bigIntEqual(residue,num2) >= 0){//余数比除数大，那么相减知道比除数小，减的次数即为商             bigIntSub1(residue,num2,residue);//拿余数减去除数，差的结果保存在余数中            k ++;//计算减的次数         }         result->num[m ++] = k;  //等下记得反转         k = 0; //商归0     }     result->digit = m;  //保存结果的位数    for(i = 0;i 2;i ++){        temp = result->num[i];        result->num[i] = result->num[m-1-i];        result->num[m-1-i] = temp;     }     bigIntTrim(result);    bigIntTrim(residue);}

大整型测试

#include #include #include "bigint.h" #include #include 

int menu(char op,int flag,int len,pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result,pBIGINT residue);

int main(){    system("color 4F");//控制小窗口颜色 

    //参与运算的数，结果，余数     //pBIGINT num1,num2,result,residue;        //如果定义上面这行代码在运行到createBigInt(num1,len + 1)函数的malloc分配时出错     //Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault。     //即使初始化为NULL也没用，原因在于初始化为NULL后，再在createBigInt那里给num分配空间    //就有问题了，因为访问不存在的内存；同理，如果是上面那行代码估计在运行时没有分配一个    //结构体的内存，即成员变量可能不存在       //num1 = num2 = result = residue = NULL;      //所以先声明为结构体类型，再用&得到其地址     BIGINT num1,num2,result,residue;      int i=0,len,flag = 1;//flag用于标记输入的数值是否大于所说的最大数的位数，0表示大于     char op;    printf("输入最大数的位数：");    scanf("%d",&len);    //创建大整型     createBigInt(&num1,len + 1);    createBigInt(&num2,len + 1);    createBigInt(&result,2 * len + 1);

    printf("\n选择大整数的运算(+,-,*,/): ");    fflush(stdin); //清除缓冲区，如果没有这行代码，会把5直接赋值给op     scanf("%c",&op);    //调用菜单函数     flag = menu(op,flag,len,&num1,&num2,&result,&residue);

    if(flag == 1)        bigIntPrint(&result);     if(residue.digit > 0 && op == '/'){        printf("......");         bigIntPrint(&residue);    }    printf("\n\n");

    //释放内存     free(num1.num);    free(num2.num);    free(result.num);    free(residue.num);    num1.num = num2.num = result.num = residue.num = NULL; 

    system("pause");//解决.exe文件一闪而过     return 0;} 

//把选择独立成一个函数 ,所以num1之类的要变成指针才行 int menu(char op,int flag,int len,pBIGINT num1,pBIGINT num2,pBIGINT result,pBIGINT residue){    int i;//循环遍历     switch(op)    {        case '+':            printf("\n输入被加数：");            scanf("%s",num1->num);             printf("\n输入加数：");            scanf("%s",num2->num);             if(strlen(num1->num) > len || strlen(num2->num) > len){                flag = 0;                 printf("\n您输入的数值超过之前所定义的最大位数！\n");                 break;            }            printf("\n%s + ",num1->num);            //若为负数，输出带括号             if(num2->num[0] == '-') {                printf("( %s ) = ",num2->num);            }else{                printf("%s = ",num2->num);              }            bigIntTrans(num1);            bigIntTrans(num2);            bigIntAdd(num1,num2,result);     //加法             break;        case '-':            printf("\n输入被减数：");            scanf("%s",num1->num);             printf("\n输入减数：");            scanf("%s",num2->num);             if(strlen(num1->num) > len || strlen(num2->num) > len){                flag = 0;                 printf("\n您输入的数值超过之前所定义的最大位数！\n");                 break;            }            printf("\n%s - ",num1->num);            if(num2->num[0] == '-') {                printf("( %s ) = ",num2->num);            }else{                printf("%s = ",num2->num);              }            bigIntTrans(num1);            bigIntTrans(num2);            bigIntSub(num1,num2,result);      //减法             break;        case '*':            printf("\n输入被乘数：");            scanf("%s",num1->num);             printf("\n输入乘数：");            scanf("%s",num2->num);             if(strlen(num1->num) > len || strlen(num2->num) > len){                flag = 0;                 printf("\n您输入的数值超过之前所定义的最大位数！\n");                 break;            }            printf("\n%s * ",num1->num);            if(num2->num[0] == '-') {                printf("( %s ) = ",num2->num);            }else{                printf("%s = ",num2->num);              }            bigIntTrans(num1);            bigIntTrans(num2);            bigIntMul(num1,num2,result);      //乘法             break;         case '/':            printf("\n输入被除数：");            scanf("%s",num1->num);             printf("\n输入除数：");            scanf("%s",num2->num);             if(strlen(num1->num) > len || strlen(num2->num) > len){                flag = 0;                 printf("\n您输入的数值超过之前所定义的最大位数！\n");                 break;            }            printf("\n%s / ",num1->num);            if(num2->num[0] == '-') {                printf("( %s ) = ",num2->num);            }else{                printf("%s = ",num2->num);              }            bigIntTrans(num1);            bigIntTrans(num2);            if(num2->digit==1 && num2->num[0]==0){       //大整数为0 

                printf("除数不能为0！\n");                exit(0); 

            } else{

                 createBigInt(residue,len + 2);                  residue->sign = 1;                 bigIntDiv(num1,num2,result,residue);    //除法             }            break;         default:            printf("\n不存在该运算！\n");            exit(0);     }    return flag;//别忘了返回flag，不知道为啥不返回貌似不出错 }