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[笔记]一道C语言面试题:大整数乘法

题目:输入两个数字字符串,如“1234567890”和“987654321”,返回二者相乘的结果字符串,如本例返回为“1219326311126352690”。

来源:某500强企业面试题目

思路:从尾部到头部,对两个字串的每个数字分别相乘,并放入结果字符串相应的位置。

#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "string.h"char *BigNumMultiply(const char *n1, const char *n2){    // quit if n1 or n2 is invalid    if (!n1 || !n2) {        return NULL;    }    // get length    int Len1 = strlen(n1);    int Len2 = strlen(n2);    int Len = Len1 + Len2;    // allocate result buffer    char *ret = (char *)malloc(Len + 1);    if (!ret) {        return NULL;    }    memset(ret, 0, Len + 1);    // multiply    for (int i = Len1 - 1; i >= 0; --i) {        for (int j = Len2 - 1; j >= 0; --j) {            int k = i + j + 1;            // multiply digit by digit            ret[k] += (n1[i] - 0) * (n2[j] - 0);                        // add to upper position            if (ret[k] >= 10){                ret[k - 1] += ret[k] / 10;                ret[k] = ret[k] % 10;            }        }    }    // handle first 0    int d = ret[0] == 0 ? 1 : 0;    for (int i = 0; i < Len - d; ++i) {        ret[i] = ret[i + d] + 0;    }    ret[Len - d] = \0;    return ret;}int main(int argc, char* argv[]){    char n1[] = "1234567890";    char n2[] = "987654321";    char *ret = BigNumMultiply(n1, n2);    printf("%s * %s = %s\n", n1, n2, ret);    free(ret);    ret = NULL;    getchar();    return 0;}

 

从工程化角度考虑,有几点需要注意:

1、输入的字符串是否有效?
    上面的代码只判断了是否为空,实际上还有可能输入的字符串并非有效的数字字符串,如“12gh34”,这种也需要返回NULL。

2、前导0的处理
    a位数与b位数相乘,结果长度可能为a+b,如9*99=891;也可能a+b-1是如 10*100=1000。
    在代码的最后部分,对a+b-1的类型进行了移位处理,压缩掉了前导的0。

 

从编程角度考虑,有几点需要注意:

1、字符串下标从小到大,是从高位到低位。如n=“123”,最高位n[0]=1,最低位n[2]=3。

2、字符ASCII码与字符的转换,如n[3]=5这是纯数字,而+‘0‘后有n[3]=‘5‘这就是字符了。

3、数字交叉相乘的进位处理,通过 >=10来判断进位,此处注意不要写成>10;另外注意多次叠加,所以使用 +=

4、malloc()的返回值是(void *),为了让编译器happy,需要强制转为(char *),而且最后需要free来释放它申请的内存。

5、字符‘0‘和字符串“0”的区别

 

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