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python里大整数相乘相关技巧指南
2017-08-14
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python里大整数相乘相关技巧指南

对于大整数计算,一般都要用某种方法转化,否则会溢出。但是python无此担忧了。Python支持“无限精度”的整数,一般情况下不用考虑整数溢出的问题,而且Python Int类型与任意精度的Long整数类可以无缝转换,超过Int 范围的情况都将转换成Long类型。

问题

大整数相乘

思路说明

对于大整数计算,一般都要用某种方法转化,否则会溢出。但是python无此担忧了。

Python支持“无限精度”的整数,一般情况下不用考虑整数溢出的问题,而且Python Int类型与任意精度的Long整数类可以无缝转换,超过Int 范围的情况都将转换成Long类型。

例如:


注意:前面的“无限精度”是有引号的。事实上也是有限制的,对于32位的机器,其上限是:2^32-1。真的足够大了。

为什么Python能够做到呢?请有兴趣刨根问底的去看Python的有关源码。本文不赘述。

在其它语言中,通常用“分治法”解决大整数相乘问题。

但是,这里提供一个非常有意思的计算两个整数相乘的方法,算是做为大整数相乘的演示。

两个整数相乘:阿拉伯乘法。


#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
 
#阿拉伯乘法
defarabic_multiplication(num1,num2):
  num_lst1=[int(i)foriinstr(num1)]#将int类型的123,转化为list类型的[1,2,3],每个元素都是int类型
  num_lst2=[int(i)foriinstr(num2)]
 
  #两个list中整数两两相乘
  int_martix=[[i*jforiinnum_lst1]forjinnum_lst2]
 
  #将上述元素为数字的list转化为元素类型是str,主要是将9-->'09'
  str_martix=[map(convert_to_str,int_martix[i])foriinrange(len(int_martix))]
 
  #将上述各个list中的两位数字分开:['01','29','03']-->[0,2,0],[1,9,3]
  martix=[[int(str_martix[i][j][z])forjinrange(len(str_martix[i]))]foriinrange(len(str_martix))forzinrange(2)]
 
  #计算阿拉伯乘法表的左侧开始各项和
  sum_left=summ_left(martix)
 
  #计算阿拉伯乘法表的底部开始各项和
  sum_end=summ_end(martix)
 
  #将上述两个结果合并后翻转
  sum_left.extend(sum_end)
  sum_left.reverse()
 
  #取得各个和的个位的数字(如果进位则加上)
  result=take_digit(sum_left)
 
  #翻转结果并合并为一个结果字符串数值
  result.reverse()
  int_result="".join(result)
  print"%d*%d="%(num1,num2)
  printint_result
 
#将int类型转化为str类型,9-->'09'
 
defconvert_to_str(num):
  ifnum<10:
    return"0"+str(num)
  else:
    returnstr(num)
 
#计算阿拉伯乘法表格左侧开始的各项之和
 
defsumm_left(lst):
  summ=[]
  x=[iforiinrange(len(lst))]
  y=[jforjinrange(len(lst[0]))]
  sx=[iforiinxifi%2==0]
  foriinsx:
    s=0
    j=0
    whilei>=0andj<=y[-1]:
      s=s+lst[i][j]
      ifi%2==1:
        j=j+1
      else:
        j=j
      i=i-1
    summ.append(s)
  returnsumm
 
#计算阿拉伯乘法表格底部开始的各项之和
 
defsumm_end(lst):
  summ=[]
  y=[jforjinrange(len(lst[0]))]
  ex=len(lst)-1
  forminrange(len(y)):
    s=0
    i=ex
    j=m
    whilei>=0andj<=y[-1]:
      s=s+lst[i][j]
      ifi%2==1:
        j=j+1
      else:
        j=j
      i=i-1
    summ.append(s)
 
  returnsumm
 
#得到各个元素的个位数,如果是大于10则向下一个进位
 
deftake_digit(lst):
  tmp=0
  digit_list=[]
  forminrange(len(lst)):
    lstm=0
    lstm=lst[m]+tmp
    iflstm<10:
      tmp=0
      digit_list.append(str(lstm))
    else:
      tmp=lstm/10
      mm=lstm-tmp*10
      digit_list.append(str(mm))
  returndigit_list
 
if__name__=="__main__":
  arabic_multiplication(469,37)



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