【C++】 —— 笔试刷题day_6

刷题day_6,继续加油哇!

今天这三道题全是高精度算法

一、大数加法

题目链接:大数加法

题目解析与解题思路

OK,这道题题目描述很简单,就是给我们两个字符串形式的数字,让我们计算这两个数字的和

看题目我们可以发现,题目所给的数组范围特别大,所以,我们使用int、long long肯定是不行的;

对于这种高精度算法题,我们解题思路呢也很简单,就直接模拟加法(加法竖式)就可以了。

怎么模拟呢?(这里自己给出两个数字,来模拟一下过程)

现在自己给出两个字符串1314521

我们来模拟一下这两个数字求和的过程

我们通过观察可以发现,在列竖式计算时:当前位的结果等于两个数当前位的和再加上进位数,(而进位数等于上一位的结果/10)最后再%10

那我们就可以来模拟整个过程了:

这里有两种思路:

一就是先将字符串中的每一位转化成int并存储起来,再进行计算,最后转化成string结果返回

这种思路也是博主在做这道题时用的思路,实现起来并不算特别麻烦;

但是有一点,需要为st和结果ret创建三个int类型的数组。

这里就不实现这一种思路了,来看第二种思路

第二种思路也是模拟整个过程,但是不需要创建数组来存储数据,直接从字符串的最后一位开始计算,结果直接存放在ret要返回的string中,直到结束

在整个过程中,我们需要注意:

  • 计算结果是通过push_back()尾插到结果中,所以在结果中个位是在前面的,在返回之前我们需要对其进行逆置。

代码实现

cpp 复制代码
class Solution {
public:

    string solve(string s, string t) {
        // write code here
        int i = s.size() - 1;
        int j = t.size() - 1;
        string ret;
        int tmp = 0;//进位数
        while(i>=0 || j>=0 ||tmp)
        {
            if(i>=0)
                tmp+=(s[i--]-'0');
            if(j>=0)
                tmp+=(t[j--]-'0');
            ret+=(tmp%10 +'0');
            tmp/=10;
        }
        reverse(ret.begin(),ret.end());
        return ret;
    }
};

二、链表相加

题目链接:链表相加

题目解析

来看这一道题目,给我们两个单链表(9->3->76->3)每一个链表代表一个整数,让我们计算这两个链表所代表整数的和。

当然这一道题看起来和上一题类似,解法也类似,只不过多了一些链表的相关操作。

算法思路

我们通过题目给的示例可以发现,数字的最低位是在链表的结尾;

我们计算的时候都是从最低位开始计算的,所以本道题需要先将链表进行逆置再进行操作

整体思路如下:

  • 首先将链表逆置。
  • 再同时遍历两个逆置后的链表,计算结果,一位一位的头插到结果链表中。
  • 最后返回结果链表即可。

这里解释一下为什么要用头插:因为我们是从个位开始计算的,而个位应该在链表的尾部,所以使用头插;就避免了使用尾插后再进行逆置链表。

逆置链表:

之前我们逆置链表是使用两个指针来逆置,这个就不多说了;

现在来看一种新的逆置方法

  1. 先定义一个链表的头节点,
  2. 再遍历原链表,将原链表的节点头插到定义的新链表中,
  3. 最后遍历结束,头结点的下一个节点就是逆置完的链表的第一个节点。

代码实现

现在来看代码实现:(当然这里也可以现将所以数取出来再进行计算)

cpp 复制代码
/**
 * struct ListNode {
 *  int val;
 *  struct ListNode *next;
 *  ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 * };
 */
class Solution {
  public:

    ListNode* reverse(ListNode* head) {
        ListNode* phead = new ListNode(0);
        ListNode* cur = head;
        while (cur) {
            //头插法逆置链表
            ListNode* next = cur->next;
            cur->next = phead->next;
            phead->next = cur;
            cur = next;
        }
        ListNode* ret = phead->next;
        delete phead;
        return ret;
    }
    ListNode* addInList(ListNode* head1, ListNode* head2) {
        // write code here
        head1 = reverse(head1);
        head2 = reverse(head2);
        int tmp = 0;
        ListNode* head = new ListNode(0);
        while (head1 != nullptr || head2 != nullptr || tmp) {
            if (head1) {
                tmp += head1->val;
                head1 = head1->next;
            }
            if (head2) {
                tmp += head2->val;
                head2 = head2->next;
            }
            int x = tmp % 10;
            ListNode* newnode = new ListNode(x);
            newnode->next = head->next;
            head->next = newnode;
            tmp /= 10;
        }
        ListNode* ret = head->next;
        delete head;
        return ret;
    }
};

三、大数乘法

题目链接:大数乘法

题目解析

这道题就有意思了,大数乘法,前两道我们都是算的加法,现在来看乘法;

给定字符串,计算这两个字符串对应的乘积;

算法思路

看到这道题,多多少少还是有那么一点思路的,我们还是需要模拟整个乘法的过程;

乘法呢,我们知道,一个数的每一位都要和另一个数去乘的,所以这里我们使用两层for循环就可以解决问题。

但是新的问题又来了,那就是个位、十位和百位与另一个数乘是不一样的;那乘完之后将数放到哪里呢?

这里定义一个vector,大小是m+nmn分别表示两个字符串的长度)。

我们现将两个字符逆置过来,这样个位所对应的下标就是0、十位就是1

所以我们在计算乘的时候(一个数的个位与另一个数的每一位相乘)所得的积就要放在vector[i+j]中,什么意思呢?

可以看到,这样我们就知道了两个数的每一位相乘需要放到哪一个位置上了。

这里注意,我们在第一次计算的过程中最好不要进位(因为太麻烦了)

  • 这里计算完成以后(不进位),我们遍历整个vector数组,将其中的数依次进位,然后转换成字符;
  • 注意:遍历完vector数组后,可能存在进位未转换,需要单独处理
  • 最后,我们需要对字符串进行一个去0操作,就是将最高位的0去掉
  • 再逆置一下即可

代码实现

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    string solve(string s, string t) {
        // write code here
        reverse(s.begin(),s.end());
        reverse(t.begin(),t.end());
        int m = s.size();
        int n = t.size();
        vector<int> v(m+n,0);
        //不进位计算
        for(int i=0;i<m;i++)
        {
            for(int j = 0;j<n;j++)
                v[i+j] += (s[i]-'0')*(t[j]-'0');
        }
        //处理进位
        int tmp = 0;
        string ret;
        for(auto e:v)
        {
            tmp+=e;
            ret+=(tmp%10 + '0');
            tmp/=10;
        }
        //进位可能有余
        while(tmp)
        {
            ret+=(tmp%10 + '0');
            tmp/=10;
        }
        //对最高位进行去0
        while(ret.size()>1 && ret.back()=='0')
            ret.pop_back();
        reverse(ret.begin(),ret.end());
        return ret;
    }
};

这三道高精度的算法题,希望对你有所帮助!

感谢支持

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