Я ищу очень простой класс C++, реализующий целое число без знака с произвольной точностью и просто оператор post increment.
Я знаю, что есть библиотека для произвольной арифметики целых чисел, но мои потребности довольно просты, и я предпочитаю избегать веса полной библиотеки.
Мне кажется, что моя текущая реализация все еще не достаточно проста и не достаточно изящна. Что ты предлагаешь?
#include <vector>
#include <string>
#include <algorithm>
class UNat
{
public:
static const char base = 10;
UNat( const char* n )
{
std::string s(n);
std::reverse(s.begin(),s.end());
for ( size_t i = 0; i < s.length(); i++ ) {
n_.push_back(s[i]-'0');
}
}
UNat& operator++(int)
{
bool carry = false;
bool finished = false;
for ( size_t i = 0; i < n_.size() && !finished; i++ ) {
n_[i] = add(n_[i],1,carry);
if ( carry ) {
finished = false;
} else {
finished = true;
}
}
if ( carry ) {
n_.push_back(1);
}
return *this;
}
std::string to_string() const
{
std::string r(n_.begin(), n_.end());
std::reverse(r.begin(),r.end());
std::for_each(r.begin(), r.end(), [](char& d) { d+='0';});
return r;
}
private:
char add( const char& a, const char& b, bool& carry )
{
char cc = a + b;
if ( cc >= base ) {
carry = true;
cc -= base;
} else {
carry = false;
}
return cc;
}
std::vector< char > n_;
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& oss, const UNat& n)
{
oss << n.to_string();
return oss;
}
#include <iostream>
int main()
{
UNat n("0");
std::cout << n++ << "\n";
std::cout << UNat("9")++ << "\n";
std::cout << UNat("99")++ << "\n";
std::cout << UNat("19")++ << "\n";
std::cout << UNat("29")++ << "\n";
std::cout << UNat("39")++ << "\n";
return 0;
}
Код реализует то, что обычно известно как двоично-кодированное десятичное (BCD). Очень просто, и, как вы говорите, реализация может быть намного проще, если вы хотите только увеличивать и не нуждаться в общем добавлении. Чтобы упростить еще больше, используйте внутренние представления символов для цифр '0'
до '9'
вместо значений от 0
до 9
. И для другого упрощения сохраните символы в std::string
:
for (int index = 0; index < digits.size(); ++index) {
if (digits[index] != '9') {
++digits[index];
break;
}
digits[index] = '0';
}
if (index == digits.size())
digits.push_back('1');
Это делает процесс ввода потока почти тривиальным.
Чтобы избежать возврата измененного значения, сохраните локальную копию и верните ее:
UNat operator++(int)
{
UNat copy = *this;
// ....
return copy;
} // don't return by reference
Сравнительно оператор префикса возвращается по ссылке.
UNat& operator++ ()
{
// ....
return *this;
}
Некоторые советы и рекомендации из арифметики с произвольной точностью Объяснение:
1/При добавлении или умножении чисел предварительно назначьте максимальное пространство, а затем уменьшите его, если вы найдете слишком много. Например, добавление двух цифр 100- "digit" (где цифра - int) никогда не даст вам более 101 цифры. Умножить 12-значное число на 3-значное число никогда не будет генерировать более 15 цифр (добавьте количество цифр).
Альтернативная реализация для вашей функции добавления может выглядеть так:
c->lastdigit = std::max(a->lastdigit, b->lastdigit)+1;
carry = 0;
for (i=0; i<=(c->lastdigit); i++) {
c->digits[i] = (char) (carry+a->digits[i]+b->digits[i]) % 10;
carry = (carry + a->digits[i] + b->digits[i]) / 10;
}