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C++如何实现高精度加法_C++处理超大数字运算代码模板【练习】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-04 15:51:23

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来源于php中文网

原创

唯一靠谱的方式是把数字当字符串存,手动实现小学竖式加法:从末位逐位相加、维护进位、push_back后reverse,需处理空字符串、越界、进位遗漏、前导零及长度不等补零。

c++如何实现高精度加法_c++处理超大数字运算代码模板【练习】

用 string 模拟竖式加法,别碰 double 或 long long

超过 18 位的整数,long long 就溢出了;转 double 会丢精度——唯一靠谱的方式是把数字当字符串存,手动实现小学竖式加法。核心思路:从末位开始逐位相加,维护进位,结果字符逐个 push_back,最后 reverse。

常见错误:索引越界(比如 i >= a.length() 却还取 a[i])、进位漏处理(999 + 1 得到 "000" 而不是 "1000")、忽略空字符串输入。

  • 始终用 size_t 要小心,推荐用 int i = (int)a.length() - 1 避免下溢
  • 两个数长度不等时,用 i >= 0 ? a[i] : '0' 统一补零逻辑
  • 循环结束后必须检查 carry != 0,否则 "999+1" 会丢掉最高位 1

标准模板:支持正整数、无符号、无前导零输出

以下是最简可用模板,输入为两个非空 string,只含数字字符,返回不含前导零的结果(除非结果就是 "0"):

string add(string a, string b) {
    string res;
    int i = (int)a.size() - 1, j = (int)b.size() - 1, carry = 0;
    while (i >= 0 || j >= 0 || carry) {
        int sum = carry;
        if (i >= 0) sum += a[i--] - '0';
        if (j >= 0) sum += b[j--] - '0';
        carry = sum / 10;
        res.push_back('0' + sum % 10);
    }
    reverse(res.begin(), res.end());
    // 去前导零(但保留一个 0)
    size_t start = res.find_first_not_of('0');
    return start == string::npos ? "0" : res.substr(start);
}

注意:res.push_back 是低位先入,所以必须 reversefind_first_not_of 处理 "000" → "0" 的边界情况。

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扩展支持负数?先判断符号再分情况

原题若只要求非负整数,不用处理负号;但实际工程中常需支持。此时不能直接套用加法模板,得先解析符号:

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  • 两正:直接调用上面 add
  • 两负:结果为负,调用 add 后加 "-" 前缀
  • 一正一负:转为高精度减法(需实现 sub(a,b),且要求 a >= b;否则返回 "-" + sub(b,a)

减法比加法多一步比较大小——可写个 cmp(a, b) 函数:先比长度,等长时字典序比较。不要试图用 stoistoll 判断,它们本身就会溢出。

性能与测试要点:别在循环里反复调用 length()substr()

高频调用如 OJ 练习中,a.length() 虽然是 O(1),但编译器未必优化掉重复调用;更危险的是在循环内写 a.substr(i, 1)——每次都是 O(n) 拷贝。

实操建议:

  • 提前算好 int n = a.size(), m = b.size(),后面全用变量
  • 避免在 while 内做任何字符串构造操作,所有计算用 int,只在最后 push_back 字符
  • 测试用例至少覆盖:"0"+"0"、"1"+"999"、"999"+"1"、"456"+"789"、超长如 1000 位全 9 加 1

真正容易被忽略的,是输入可能带空格或换行符——读入后务必用 cin >> a >> b(自动跳过空白)或手动 getlineerase(remove_if(...)) 清洗。否则 " 123" 会导致首字符是空格,' ' - '0' 出负值。

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