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高精度计算器. 算法思想介绍. 算法要求. 设计一个高精度计算器 可以实现一百位以上、五百位以下数的运算 加法 减法 乘法 除法. 数据逻辑结构. 两个操作数均为线性结构 结果也为线性结构. 数据存储结构设计. 操作数和操作符均采用顺序存储结构(数组)进行存储 数组类型可以是字符型(节省存储空间) 也可以是整数类型(运算方便) 以下以整数数组为例. 数据存储结构设计. 操作数:设数组 A 和数组 B 为长度为 500 的整型数组,下标从 1 开始。 运算结果:设数组 C 也为长度为 500 的整型数组,下标从 1 开始。.
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高精度计算器 算法思想介绍
算法要求 • 设计一个高精度计算器 • 可以实现一百位以上、五百位以下数的运算 • 加法 • 减法 • 乘法 • 除法
数据逻辑结构 • 两个操作数均为线性结构 • 结果也为线性结构
数据存储结构设计 • 操作数和操作符均采用顺序存储结构(数组)进行存储 • 数组类型可以是字符型(节省存储空间) • 也可以是整数类型(运算方便) • 以下以整数数组为例
数据存储结构设计 • 操作数:设数组A和数组B为长度为500的整型数组,下标从1开始。 • 运算结果:设数组C也为长度为500的整型数组,下标从1开始。 下标:1 2 3 4 …… 500 操作数A: 操作数B: 结果C:
数据输入(Data in) • 将A、B、C数组的每一位用0填充 • 输入数据A和B,他们的最后一位均存在下标为500的位置——末位对齐 • 如:输入A为12345 • B为123456789 • 存储结构为: 下标:1 2 …… 495 496 497 498 499 500 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 操作数A: 操作数B: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
加法运算 • 从末位开始,对应位进行加法:C[i]=A[i]+B[i]+JW • 若结果小于10,直接存入数组C中对应单元,JW=0 • 若结果大于等于10,将其减10后的结果存入数组C中对应位,并记进位位变量值为1:JW=1。 下标:1 2 …… 495 496 497 498 499 500 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 操作数A: 操作数B: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 JW=0 JW=0 JW=0 JW=0 JW=0 JW=1 JW=1 JW=1 JW=0 1 1 2 3 4 6 9 11 13 3 14 4 结果C:
减法运算 • 从末位开始,对应位进行减法:C[i]=A[i]-B[i]-JW(借位) • 若结果大于等于0,直接存入数组C中对应单元,JW=0 • 若结果小于0,c[i]=c[i]+10,并记JW=1。 下标:1 2 …… 495 496 497 498 499 500 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 操作数A: 操作数B: 1 7 8 9 JW=0 JW=0 JW=1 JW=1 JW=1 JW=0 1 0 5 6 结果C: -5 5 -5 -4
简单乘法运算 • 将乘数的每一位单独拿出来(设为X)乘以被乘数——N位数乘1位数——将该N位数累加即可。 • 注意:进位问题 • 如:12345×1789
1 1 0 5 1 1 第一步:12345×9 • 调用9次12345自加,得到: 下标:1 2 …… 495 496 497 498 499 500 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 操作数A: 操作数B: 9 结果:
9 6 0 8 7 第二步:12345×8 • 调用8次12345自加,得到: 下标:1 2 …… 495 496 497 498 499 500 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 操作数A: 操作数B: 8 结果:
1 1 0 5 1 1 9 6 0 0 8 7 + 0 7 0 0 9 8 1 • 将第二次的结果左移一位(×10)后累加上第一次的结果 • 依次类推,直至所有乘数都乘完为止
除法运算 • 此处只演示被除数大于除数的情况 • 假设被除数有M位,除数有N位(M>=N) • 第一步:从被除数的左边取出N位,将其与除数进行逐位比较,得出大于或等于或小于三种结果。 • 若结果是小于,再取被除数的下一位补上。 • 第二步:将除数乘2后与被除数比较,小于则再乘3,小于则再乘4,……直至得到的结果是大于为止——得到一个商(小于最后一个乘数的整数)。
第三步,将取出的部分被除数(N位或N+1位的)减去除数乘以商的结果,得到“余数”。第三步,将取出的部分被除数(N位或N+1位的)减去除数乘以商的结果,得到“余数”。 • 第四步,把余数作为新的被除数,将原除数的剩余位补上。 • 重复以上操作。
2458 1234 123456789÷2458=? 第一步:从被除数的左边取出N位,将其与除数进行逐位比较,得出大于或等于或小于三种结果。 以上结果为:小于
123456789÷2458=? • 被除数追加一位 2458 12345
2458 2458 × 2 × 3 4916 <12345 7374 <12345 2458 2458 2458 × 4 × 5 × 6 9832 12290 14748 <12345 <12345 >12345 123456789÷2458=?
12345 - 12290 55 123456789÷2458=? • 得到第一个商:5 • 用现在的被除数12345减去2458×5的结果,得到余数
123456789÷2458=? • 从原被除数中乘余位补在余数上,并将余数作为新的被除数,除数式变为:556789÷2458=? • 判断被除数是否小于除数,是则完成整除运算。 • 否则重复以上运算 。