C++大数精度计算(带小数点)

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头文件：

// WTNumber.h: interface for the CWTNumber class.

//

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if !defined(AFX_WTNUMBER_H__92E62B40_491A_4A75_AB89_FFB160DB2343__INCLUDED_)

#define AFX_WTNUMBER_H__92E62B40_491A_4A75_AB89_FFB160DB2343__INCLUDED_

#if _MSC_VER > 1000

#pragma once

#endif // _MSC_VER > 1000

#define INT_BIT_MAX 255

#define FLOAT_BIT_MAX 255

class CWTNumber

{

private:

    int intbits;                     /* 整数数位*/

    int floatbits;                   /* 小数有效数位*/

    char infinite;                   /* 无穷大*/

    char sign;                       /* 符号*/

    char intpart[INT_BIT_MAX];       /* 整数部分*/

    char floatpart[FLOAT_BIT_MAX];   /* 小数部分*/

private:

    char* m_sz;

public:

    /* 算术函数指针类型.*/

    typedef void (*PFNCALC)(const CWTNumber&,const CWTNumber&,CWTNumber&);

    CWTNumber();

    CWTNumber(const char* szNum);

    ~CWTNumber();

    /* 转换成字符串*/

    char* ToString();

    void FreeString();

    /* 初始化WTNumber为0.*/

    void InitWTNumberToZero();

    /* 判断需要多少个字符空间存储WTNumber转换的字符串.*/

    int StrLenByWTNumber();

    /* 从字符串转换到WTNumber.*/

    void StrToWTNumber(const char *arr);

    /* 从WTNumber转换到字符串.*/

    void WTNumberToStr(char *szBuf);

    /* 调节数位,删除最高整数位是0的和最低小数位是0的数位.*/

    void AdjustBits();

    /* 移动小数点,delta=0不移动,delta<0往左移动,delta>0往右移动.*/

    void MoveFloatPoint(int delta);

    /* 使无穷大 */

    void MakeInfinite();

    /* 比较2个数大小 */

    int WTCompare(const CWTNumber& n) const;

    /* 判断是否为0 */

    int IsZero() const;

    /* 赋值号重载*/

    CWTNumber& operator=(const CWTNumber& n);

    /* 运算符重载 */

    CWTNumber operator+(const CWTNumber& n);

    CWTNumber operator-(const CWTNumber& n);

    CWTNumber operator*(const CWTNumber& n);

    CWTNumber operator/(const CWTNumber& n);

    CWTNumber& operator+=(const CWTNumber& n);

    CWTNumber& operator-=(const CWTNumber& n);

    CWTNumber& operator*=(const CWTNumber& n);

    CWTNumber& operator/=(const CWTNumber& n);

    bool operator>(const CWTNumber& n);

    bool operator>=(const CWTNumber& n);

    bool operator<(const CWTNumber& n);

    bool operator<=(const CWTNumber& n);

    bool operator==(const CWTNumber& n);

    bool operator!=(const CWTNumber& n);

    /* 加法*/

    static void WTAdd(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res);

    /* 乘法*/

    static void WTMultiply(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res);

    /* 减法*/

    static void WTSubtract(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res);

    /* 除法*/

    static void WTDivide(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res);

    /* 根据算术函数返回结果 */

    static char *Result(const char *val1,const char *val2,PFNCALC pfnCalc);

};

#endif // !defined(AFX_WTNUMBER_H__92E62B40_491A_4A75_AB89_FFB160DB2343__INCLUDED_)

源文件：

// WTNumber.cpp: implementation of the CWTNumber class.

//

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

#include "WTNumber.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

// Construction/Destruction

//////////////////////////////////////////////////////////////////////

CWTNumber::CWTNumber()

{

    InitWTNumberToZero();

}

CWTNumber::CWTNumber(const char* szNum)

{

    InitWTNumberToZero();

    StrToWTNumber(szNum);

}

CWTNumber::~CWTNumber()

{

    FreeString();

}

void CWTNumber::FreeString()

{

    if(m_sz) delete []m_sz;

    m_sz=NULL;

}

void CWTNumber::InitWTNumberToZero()

{

    memset(this,,sizeof(CWTNumber));

}

int CWTNumber::StrLenByWTNumber()

{

    int len = floatbits+intbits+;

    if(intbits==) len++;    /* .1 --> 0.1*/

    if(floatbits) len++;    /* '.'*/

    if(sign) len++;        /* '-'*/

    if(infinite) return ;    /* #INFINITE */

    return len;

}

void CWTNumber::StrToWTNumber(const char *arr)

{

    char *point;

    InitWTNumberToZero();

    if(*arr=='-')    /* 如果是负数*/

    {

        arr++;

        sign=;

    }

    point=strchr(arr,'.');

    if(point)    /* 找到小数点 */

    {

        int n=intbits=point-arr;    /* 计算出整数数位 */

        while(n)    /* 整数数位不==0则循环 */

        {

            intpart[intbits-n]=arr[n-]-'';    /* 将数字低位存在低下标元素*/

            n--;

        }

        while(*++point)

        {

            floatpart[floatbits]=*point-'';

            floatbits++;

        }

    }

    else    /* 说明没写小数点,全是整数.*/

    {

        int n=intbits=strlen(arr);

        while(n)

        {

            intpart[intbits-n]=arr[n-]-'';

            n--;

        }

    }

    AdjustBits();

    /* 处理-0 和0的情况*/

    if(floatbits==)

    {

        if(intbits== || intbits==&&intpart[]==)

            sign=;

    }

}

void CWTNumber::WTNumberToStr(char *szBuf)

{

    int n=intbits,c;

    memset(szBuf,,StrLenByWTNumber());

    if(sign)    /* 如果是负数*/

    {

        *szBuf++='-';

    }

    if(infinite)

    {

        strcat(szBuf,"#INFINITE");

        return;

    }

    while(n)

    {

        szBuf[intbits-n]=intpart[n-]+'';

        n--;

    }

    c=;    /* 是否加了0*/

    if(intbits==) {

        strcat(szBuf,"");

        c=;

    }

    if(floatbits) strcat(szBuf,".");

    n=;

    while(n<floatbits)

    {

        szBuf[intbits++n+c]=floatpart[n]+'';

        n++;

    }

}

void CWTNumber::AdjustBits()

{

    while(intbits>&&intpart[intbits-]==) intbits--;

    while(floatbits&&floatpart[floatbits-]==) floatbits--;

}

void CWTNumber::MoveFloatPoint(int delta)

{

    /* delta<0则往左移动小数点,delta>0则向右移动小数点 */

    if(delta)

    {

        CWTNumber n=*this;

        InitWTNumberToZero();

        sign=n.sign;

        if(delta<)

        {

            int i;

            delta=-delta;

            for(i=delta;i<n.intbits;i++)

            {

                intpart[intbits++]=n.intpart[i];

            }

            for(i=delta-;i>=;i--)

            {

                floatpart[floatbits++]=n.intpart[i];

            }

            for(i=;i<n.floatbits;i++)

            {

                floatpart[floatbits++]=n.floatpart[i];

            }

        }

        else

        {

            int i;

            for(i=delta;i<n.floatbits;i++)    /* 处理小数部分*/

            {

                floatpart[floatbits++]=n.floatpart[i];

            }

            for(i=delta-;i>=;i--)    /* 小数到整数的部分*/

            {

                intpart[intbits++]=n.floatpart[i];

            }

            for(i=;i<n.intbits;i++)    /* 整数部分*/

            {

                intpart[intbits++]=n.intpart[i];

            }

        }

    }

    AdjustBits();

}

void CWTNumber::MakeInfinite()

{

    infinite=;

}

int CWTNumber::WTCompare(const CWTNumber& n) const

{

    /* 首先是比较符号*/

    if(sign==&&n.sign!=)    /* pn1是正数,pn2是负数*/

        return ;    /* >*/

    else if(sign!=&&n.sign==)    /* pn1是负数,pn2是正数*/

        return -;    /* <*/

    else    /* 同号状态*/

    {

        /* 比较整数部分*/

        if(intbits>n.intbits)    /* pn1整数数位多*/

            return sign?-:;

        else if(intbits<n.intbits)

            return sign?:-;

        else    /* 整数数位相同*/

        {

            int i=intbits-;    /*指到最高位*/

            while(i>=)

            {

                if(intpart[i]>n.intpart[i])

                    return sign?-:;

                else if(intpart[i]<n.intpart[i])

                    return sign?:-;

                else i--;

            }

            /* 整数部分相同,比较小数部分*/

            for(i=;i<floatbits&&i<n.floatbits;)

            {

                if(floatpart[i]>n.floatpart[i])

                    return sign?-:;

                else if(floatpart[i]<n.floatpart[i])

                    return sign?:-;

                else i++;

            }

            if(i<floatbits) return sign?-:;

            if(i<n.floatbits) return sign?:-;

            return ;    /* 相等*/

        }

    }

}

int CWTNumber::IsZero() const

{

    if(floatbits==&&intbits==) return ;

    if(floatbits==&&intbits==&&intpart[]==) return ;

    return ;

}

void CWTNumber::WTAdd(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res)

{

    Res.InitWTNumberToZero();

    if(n1.sign^n2.sign)    /*异号*/

    {

        CWTNumber rn2=n2;

        rn2.sign=n1.sign;

        WTSubtract(n1,rn2,Res);

    }

    else    /*同号*/

    {

        int maxfloatbits=n1.floatbits>n2.floatbits?n1.floatbits:n2.floatbits;

        int addbit=;    /* 进位值*/

        int i,j;

        for(i=maxfloatbits-;i>=;i--)

        {

            int value=n1.floatpart[i]+n2.floatpart[i]+addbit;

            addbit=value/;    /* 看看是否超过10. 设置进位值*/

            Res.floatpart[i]=value%;

        }

        Res.floatbits=maxfloatbits;

        /* 到此,小数部分计算完毕.*/

        for(j=;j<n1.intbits||j<n2.intbits;j++)

        {

            int value=n1.intpart[j]+n2.intpart[j]+addbit;

            addbit=value/;

            Res.intpart[j]=value%;

            Res.intbits++;

        }

        if(addbit>)

        {

            Res.intpart[j]=addbit;

            Res.intbits++;

        }

        Res.sign=n1.sign;    /*决定符号*/

        Res.AdjustBits();

    }

}

void CWTNumber::WTMultiply(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res)

{

    CWTNumber z1=n1,z2=n2;

    CWTNumber sum;

    int i,j;

    sum.InitWTNumberToZero();

    Res.InitWTNumberToZero();

    z1.MoveFloatPoint(z1.floatbits);

    z2.MoveFloatPoint(z2.floatbits);

    /* 计算z1*z2 */

    for(i=;i<z2.intbits;i++)

    {

        CWTNumber tmp;    /* 存放临时乘积*/

        int addbit=;

        tmp.intbits=z1.intbits+i;

        for(j=;j<z1.intbits;j++)

        {

            int value = z2.intpart[i]*z1.intpart[j]+addbit;

            addbit=value/;

            tmp.intpart[j+i]=value%;

        }

        if(addbit)

        {

            tmp.intpart[j+i]=addbit;

            tmp.intbits++;

        }

        WTAdd(sum,tmp,Res);

        sum=Res;

    }

    Res=sum;

    Res.MoveFloatPoint(-(n1.floatbits+n2.floatbits));

    /* 判断符号,异号为负*/

    if(n1.sign^n2.sign) Res.sign=;

}

void CWTNumber::WTSubtract(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res)

{

    Res.InitWTNumberToZero();

    if(n1.sign^n2.sign)    /* 异号情况*/

    {

        CWTNumber rn2=n2;

        rn2.sign=n1.sign;

        WTAdd(n1,rn2,Res);

    }

    else    /* 同号情况*/

    {

        int cmp=n1.WTCompare(n2);

        int swapflag,i,maxfloatbits,subtractbit;

        if(cmp==) return;    /* 相等就没必要再减了.*/

        swapflag=n1.sign==?cmp==-:cmp==;

        const CWTNumber* pn1=&n1;

        const CWTNumber* pn2=&n2;

        if(swapflag)

        {

            const CWTNumber *t=pn1;

            pn1=pn2;

            pn2=t;

        }

        maxfloatbits=pn1->floatbits>pn2->floatbits?pn1->floatbits:pn2->floatbits;

        subtractbit=;    /* 退位值*/

        /* 先计算小数部分*/

        for(i=maxfloatbits-;i>=;i--)

        {

            if(pn1->floatpart[i]-subtractbit<pn2->floatpart[i])

            {

                int value=pn1->floatpart[i]-pn2->floatpart[i]-subtractbit+;

                subtractbit=;

                Res.floatpart[i]=value;

            }

            else

            {

                int value=pn1->floatpart[i]-pn2->floatpart[i]-subtractbit;

                subtractbit=;

                Res.floatpart[i]=value;

            }

        }

        Res.floatbits=maxfloatbits;

        /* 至此小数部分计算完毕.*/

        for(i=;i<pn1->intbits||i<pn2->intbits;i++)

        {

            if(pn1->intpart[i]-subtractbit<pn2->intpart[i])

            {

                int value=pn1->intpart[i]-pn2->intpart[i]-subtractbit+;

                subtractbit=;

                Res.intpart[i]=value;

            }

            else

            {

                int value=pn1->intpart[i]-pn2->intpart[i]-subtractbit;

                subtractbit=;

                Res.intpart[i]=value;

            }

            Res.intbits++;

        }

        Res.sign=swapflag?!n1.sign:n1.sign;    /*决定符号*/

        Res.AdjustBits();

    }

}

void CWTNumber::WTDivide(const CWTNumber& n1,const CWTNumber& n2,CWTNumber& Res)

{

    CWTNumber z1=n1,z2=n2;

    int deta=z2.floatbits-z1.floatbits;

    z1.MoveFloatPoint(z1.floatbits);

    z2.MoveFloatPoint(z2.floatbits);

    Res.InitWTNumberToZero();

    if(n1.IsZero()) return ;

    if(n2.IsZero()) {

        Res.sign=n1.sign;

        Res.MakeInfinite();

        return ;

    }

    z1.sign=z2.sign=;                /*统一符号,便于比较大小*/

    while(z1.intbits!=z2.intbits) {    /*确保数位相等,这步耗费很多时间*/

        if(z1.intbits<z2.intbits) {

            z1.MoveFloatPoint();

            deta--;

        } else {

            z2.MoveFloatPoint();

            deta++;

        }

    }

    while(Res.floatbits<(INT_BIT_MAX/)) {

        int cmp=z1.WTCompare(z2);

        int n=;

        CWTNumber mulres,subres;

        if(cmp==-) {      /*z1<z2*/

            z1.MoveFloatPoint();

            Res.floatpart[Res.floatbits++]=;

            continue;

        } else if(cmp==) { /*z1==z2*/

            Res.floatpart[Res.floatbits++]=;

            break;

        }

        do {    /*找商*/

            CWTNumber tmp;

            tmp.intpart[]=--n;

            tmp.intbits=;

            WTMultiply(z2,tmp,mulres);

        } while((cmp=mulres.WTCompare(z1))==);

        Res.floatpart[Res.floatbits++]=n;

        if(cmp==) break;

        WTSubtract(z1,mulres,subres);

        subres.MoveFloatPoint();

        z1=subres;

    }

    Res.MoveFloatPoint();

    Res.MoveFloatPoint(deta);

    /* 判断符号,异号为负*/

    if(n1.sign^n2.sign) Res.sign=;

}

char *CWTNumber::Result(const char *val1,const char *val2,PFNCALC pfnCalc)

{

    CWTNumber n1,n2,res;

    n1.StrToWTNumber(val1);

    n2.StrToWTNumber(val2);

    pfnCalc(n1,n2,res);

    return res.ToString();

}

char* CWTNumber::ToString()

{

    FreeString();

    m_sz=new char[StrLenByWTNumber()];

    WTNumberToStr(m_sz);

    return m_sz;

}

CWTNumber& CWTNumber::operator=(const CWTNumber& n)

{

    if(this!=&n) {

        FreeString();

        memcpy(this,&n,sizeof(CWTNumber));

        if(n.m_sz)

        {

            m_sz=strdup(n.m_sz);

        }

    }

    return *this;

}

CWTNumber CWTNumber::operator+(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber res;

    CWTNumber::WTAdd(*this,n,res);

    return res;

}

CWTNumber CWTNumber::operator-(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber res;

    CWTNumber::WTSubtract(*this,n,res);

    return res;

}

CWTNumber CWTNumber::operator*(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber res;

    CWTNumber::WTMultiply(*this,n,res);

    return res;

}

CWTNumber CWTNumber::operator/(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber res;

    CWTNumber::WTDivide(*this,n,res);

    return res;

}

CWTNumber& CWTNumber::operator+=(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber n1=*this,n2=n;

    CWTNumber::WTAdd(n1,n2,*this);

    return *this;

}

CWTNumber& CWTNumber::operator-=(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber n1=*this,n2=n;

    CWTNumber::WTSubtract(n1,n2,*this);

    return *this;

}

CWTNumber& CWTNumber::operator*=(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber n1=*this,n2=n;

    CWTNumber::WTMultiply(n1,n2,*this);

    return *this;

}

CWTNumber& CWTNumber::operator/=(const CWTNumber& n)

{

    CWTNumber n1=*this,n2=n;

    CWTNumber::WTDivide(n1,n2,*this);

    return *this;

}

bool CWTNumber::operator>(const CWTNumber& n)

{

    return WTCompare(n)==;

}

bool CWTNumber::operator>=(const CWTNumber& n)

{

    return WTCompare(n)!=-;

}

bool CWTNumber::operator<(const CWTNumber& n)

{

    return WTCompare(n)==-;

}

bool CWTNumber::operator<=(const CWTNumber& n)

{

    return WTCompare(n)!=;

}

bool CWTNumber::operator==(const CWTNumber& n)

{

    return WTCompare(n)==;

}

bool CWTNumber::operator!=(const CWTNumber& n)

{

    return WTCompare(n)!=;

}

使用演示:

#include <stdio.h>

#include "WTNumber.h"

int main()

{

    char sz1[]="";

    char sz2[]="";

    puts("请输入两个数字:");

    while(scanf("%s%s",sz1,sz2)!=-)

    {

        CWTNumber n1(sz1),n2(sz2);

        printf("两数相加结果:\n%s\n",(n1+n2).ToString());

        printf("两数相减结果:\n%s\n",(n1-n2).ToString());

        printf("两数相乘结果:\n%s\n",(n1*n2).ToString());

        printf("两数相除结果:\n%s\n",(n1/n2).ToString());

        puts("请输入两个数字:");

    }

    return ;

}

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