00 两种可行方法分别是:
- 使用数组存储每一位数据并进行进位运算:通过将大数按位拆分成数组,然后实现逐位加法、进位等操作。
- 使用符号变量进行计算:将数值分成低位和高位,分别用符号变量进行计算。
01:使用数组存储数据大小并处理进位
在这种方法中,我们将数值拆分成若干个位数(数组中的元素),并通过数组存储每一位数字,手动处理进位。
假设我们要处理的数值是存款金额 principal
和最终计算的利息,数值可能非常大,需要使用一个数组来按位存储。每个数组元素存储一个数字(从0到9),并手动实现加法和进位。
代码实现:
cs
#include <reg52.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#define MAX_DIGITS 20 // 数字的最大位数
// 复利计算函数,采用逐位运算
void multiply_by_factor(int* number, double factor) {
double carry = 0; // 用于存储进位
for (int i = 0; i < MAX_DIGITS; i++) {
double digit_value = number[i] * factor + carry;
number[i] = (int)digit_value % 10; // 当前位
carry = digit_value / 10; // 进位
}
}
// 打印数组中的大数
void print_large_number(int* number) {
int i = MAX_DIGITS - 1;
while (i >= 0 && number[i] == 0) {
i--; // 去掉前导零
}
if (i == -1) {
uart_send_char('0'); // 如果数组全是0,则显示0
} else {
while (i >= 0) {
uart_send_char(number[i] + '0');
i--;
}
}
}
// 使用字符数组存储和计算复利
void calculate_large_interest(double principal, double rate, int years) {
int large_number[MAX_DIGITS] = {0}; // 数字存储数组
int i;
// 将存款金额(principal)转换为数组形式
for (i = MAX_DIGITS - 1; i >= 0; i--) {
large_number[i] = (int)principal % 10; // 存储个位数
principal /= 10; // 除以10,获得下一个位
}
// 计算复利
double factor = 1 + rate / 100;
for (i = 0; i < years; i++) {
multiply_by_factor(large_number, factor);
}
// 打印结果
print_large_number(large_number);
}
void main() {
double principal = 1000.00; // 假设存款金额为1000元
double rate = 3.5; // 假设年利率为3.5%
int years = 5; // 假设存款年数为5年
uart_init(); // 初始化串口
// 计算并打印复利结果
calculate_large_interest(principal, rate, years);
}
large_number[MAX_DIGITS]
:用于存储存款金额的每一位数字,MAX_DIGITS
定义了存储的最大位数。multiply_by_factor()
:该函数逐位计算大数与利率的乘积,并处理每一位的进位。通过逐位相乘并累加进位来实现复利计算。print_large_number()
:将存储的大数数组打印到串口。calculate_large_interest()
:这是主计算函数,首先将本金principal
转换为大数数组,然后逐年计算复利。
02:使用符号变量(高位和低位分别存储)
这种方法相对简单,通过将数值拆分为低位和高位两部分来计算。符号变量可以帮助处理较大范围的数值。虽然不如数组方法灵活,但可以应对一些场景。
代码实现:
cs
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define MAX_INT 0xFFFF // 假设使用16位符号变量
// 定义一个结构体用于存储大数
typedef struct {
unsigned int low; // 低位
unsigned int high; // 高位
} BigNumber;
// 将两个整数合并成一个大数
BigNumber multiply_big_number(BigNumber num, double factor) {
double result_low = num.low * factor;
double result_high = num.high * factor;
// 处理低位进位
unsigned int new_low = (unsigned int)result_low;
unsigned int carry = (unsigned int)(result_low / MAX_INT);
// 处理高位和进位
unsigned int new_high = (unsigned int)(result_high + carry);
BigNumber result = { new_low, new_high };
return result;
}
// 打印大数
void print_big_number(BigNumber num) {
uart_send_char((num.high >> 8) & 0xFF); // 打印高位字节
uart_send_char(num.high & 0xFF);
uart_send_char((num.low >> 8) & 0xFF); // 打印低位字节
uart_send_char(num.low & 0xFF);
}
void calculate_large_interest(double principal, double rate, int years) {
// 初始化大数
BigNumber principal_big = { (unsigned int)(principal), 0 };
// 计算复利
BigNumber result = principal_big;
double factor = 1 + rate / 100;
for (int i = 0; i < years; i++) {
result = multiply_big_number(result, factor);
}
// 打印结果
print_big_number(result);
}
void main() {
double principal = 1000.00; // 假设存款金额为1000元
double rate = 3.5; // 假设年利率为3.5%
int years = 5; // 假设存款年数为5年
uart_init(); // 初始化串口
// 计算并打印复利结果
calculate_large_interest(principal, rate, years);
}
解释:
BigNumber
结构体:用于存储一个大数的低位和高位。multiply_big_number()
:将大数与利率相乘,并处理低位和高位的进位。print_big_number()
:将大数通过串口输出,打印低位和高位。calculate_large_interest()
:计算复利的主函数,初始化本金的高低位数据,逐年进行复利计算。
其他需要注意的问题:
2. 51内存大小限制
需减少数组大小和double的使用
同时注意char 类型数组需要以'\0'结尾
3.复利年数过多时,使用数组单个计算理论可行,但程序疑似跑飞
4.无法使用#include <math.h>
pow((1 + rate / 100), years)
总结:
- 方案1(数组存储和逐位计算):适用于处理更大范围的数值,灵活性更高,可以根据需要扩展位数。
- 方案2(符号变量存储):相对简单,通过高低位分离来处理较大的数值,但计算灵活性较差。
两种方法各有优劣,选择哪一种方法取决于系统资源和所需的计算精度。如果存储空间和计算能力有限,使用符号变量(方案2)可能更为高效。如果需要处理更大范围的数值或更高精度,使用数组存储和逐位计算(方案1)会更适合