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# int2048
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高精度计算是一种程序设计的算法。由于中央处理器的字长限制,如 32 位 CPU 中一个整数最大只能取值 4,294,967,295。因此在进行更大范围的数值计算中,往往要采取模拟手段。通常通过分离字符的方法通过数字数组进行输入、通过数组倒序输出、通过模拟竖式计算进行计算。一般而言,主要模拟的是按位运算,可以用不同的进位制达成不同的目的。
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本次作业要求用 C++ 实现整数的高精度加减乘除。
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### 实现要求
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要求实现一个 C++ 的大整数类,命名为 `int2048`。
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接口已在 `int2048.h` 中给出,你需要新建一个 `int2048.cpp` 文件,在其中实现给定的接口。
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当然,你也可以在**兼容当前所有接口**的基础之上,自己添加新的接口或修改原有接口(例如实现 `swap` 函数、右值构造函数)。
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相应的实现应该在 `int2048.cpp` 中完成,不要在 `int2048.h` 中实现。在 OJ 提交中,需要将 `int2048.cpp` 中的实现复制到 `int2048.h` 之中,再进行提交。
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#### 一些特殊要求
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**你不需要考虑除数或模数为 0 的情况。在该情况下,程序的行为属于未定义行为。我们保证测试点中不会出现这样的数据。**
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在我们的大整数类的实现中,对于除法操作 `x / y` ,其结果总是向下取整(即类似 python 中整除操作的表现):
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```python
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# 这是一段 python 代码
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print(10 // 3, -10 // 3, 10 // -3, -10 // -3)
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# 输出 3 -4 -4 3
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# 因为 -10 / -3 = 3.333... 向下取整即为 3
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# 而 10 / -3 = -3.333... 向下取整即为 -4
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```
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需要注意的是,C++ 中,[有符号整数的除法](https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_arithmetic)是向 0 取整。
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```C++
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// 这是一段 C++ 代码
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std::cout
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<< 10 / 3 << ' '
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<< 10 / -3 << ' '
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<< -10 / 3 << ' '
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<< -10 / -3 << '\n';
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// 输出 3 -3 -3 3
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// 因为 -10 / -3 = 3.333 向 0 取整即为 3
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// 而 10 / -3 = -3.333... 向 0 取整即为 -3
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```
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而对于取模操作 `x % y` ,其被定义为 `x % y = x - (x / y) * y` 。
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### 评分标准
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总分共占比 6\%
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其中
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- Integer 占比 100\%
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- code review 若码风较差将酌情扣分
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#### B 班
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- 构造函数以及关系运算符 10\%
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- 无符号高精度加减法 10\%
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- 有符号高精度加减法 10\%
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- 高精度乘法 10\%
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- 高精度除法 15\%
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- 压位高精度加、减、乘法 30\%
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- 压位高精度除法 15\%
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- BONUS:压位快速高精度除法(分治乘法) 1\%
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- BONUS:压位快速高精度除法(二分加速试商) 4\%
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#### A 班
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- 构造函数以及关系运算符 10\%
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- 无符号高精度加减法 5\%
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- 有符号高精度加减法 10\%
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- 高精度乘法 10\%
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- 高精度除法 10\%
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- 压位高精度加、减、乘法 20\%
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- 压位高精度除法(二分加速试商) 15\%
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- 压位快速高精度乘法(快速傅立叶变换) 20\%
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- BONUS:压位快速高精度除法(分治除法/牛顿迭代法) 5\%
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PS:BONUS 部分对代码性能也有要求,需要通过对应的测试数据点才能得到分数。且 BONUS 上限为 5\%,超过不溢出。
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如果你写了 BONUS 的除法并且通过了对应的测试点,那么你将不需要实现二分加速试商除法。
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对于 A 班同学,需要特别注意的是,你的 int2048 将会在之后的大作业 python 解释器中被使用。请务必保证你的代码有足够的健壮性,能够应对各种极端情况。
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### 截止时间
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#### B 班
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第 11 周周一(11 月 20 日) 18:00
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#### A 班
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第 9 周周一(11 月 6 日) 18:00
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### 数据范围
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参考具体题目。
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**所有测试点时限均设置为 std 耗时的 2.5 倍以上。**
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### 参考资料
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[OI Wiki-高精度计算](https://oi-wiki.org/math/bignum/)
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[高精度基础算法](https://baobaobear.github.io/post/20210228-bigint1/)
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[分治除法以及相关算法](https://baobaobear.github.io/post/20210320-bigint3/)
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