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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