【算法基础】高精度除法

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前言

往期我们学习了高精度加法高精度减法高精度乘法,本站就是高精度算法最后一站了!闲言少叙,开快车🚝🚝


目录

一、算法由来

前提:两个数都是正整数。当被除数的位数非常长时,再同时除以上位数较短的b。最后结果大到unsigned long long都存不了,这就要用到高精度除法。

二、算法基本思想

高精度算法同样也是计算机模拟人类竖式计算,并将其转化计算机语言的过程。

现在来回忆一下,小学除法我们是如何列竖式来解决的

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三、算法思路

  • 首先,我们用数组存高精度数字(被除数)。为了方便读入,采用字符串读入。为什么要采用字符串读入呢?原因是数据位数过长
  • 其次,将其转化成数字存进vector<int>数组中。存进数组的时候一定要=倒着存入。
  • 然后,就是两数相除的过程了,初始化余数t = 0,两数相除,t = t * 10 + A[i] t临时用来存储每一次余数的结果。
  • 对于答案,只需要t / b即是,为了保留上一步的余数t,只需要将t = t % b
  • 再次重复以上操作,直到被除数全部都遍历完为止
  • 在除法运算中,计算顺序是从高位向低位开始运算,因此A的前导0是在vector的前面而不是尾部(详情见算法基本思想),因此为了方便去除前导0,我们将A翻转,这样0就位于数组尾部,可以使用pop函数删除前导0
  • 最后再逆序输出结果就是答案,输出t就是余数

四、代码模板

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

vector<int> div(vector<int> &A, int b, int &t)
{
    
    vector<int> C;//存储答案
    t = 0;//初始化余数为0
    
    //除法从高位开始算起
    for (int i = A.size() - 1; i >= 0; i -- )
    {
        //上一次的余数乘10,再加上当前位上的数,就是被除数
        t = t * 10 + A[i];
        //商的计算
        C.push_back(t / b);
        //保留下一次的余数
        t %= b;
    }
    //翻转是为了方便取出前导0
    reverse(C.begin(), C.end());
    //去除前导0
    while (C.size() > 1 && C.back() == 0) 
    {
        C.pop_back();
    }
    //返回答案
    return C;
}

int main()
{
    string a;//字符串读入被除数
    int b; //除数
    int t; //余数
    vector<int> A; 

    //读入
    cin >> a >> b;
    
    //倒序存入A中
    for (int i = a.size() - 1; i >= 0; i -- ) 
    {
        A.push_back(a[i] - '0');
    }

    vector<int> C = div(A, b, t);

    //输出商
    for (int i = C.size() - 1; i >= 0; i -- ) 
    {
        printf("%d",C[i]);    
    }
    
    //输出余数
    printf("\n%d\n",t);

    return 0;
}

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