DH算法源程序

1、DH算法的C语言实现1. class SuperNumber 2. public:3.     SuperNumber() 4.         memset(data, 0, MAX_SIZE);5.         high = 0;6.     7.   

2、0; / 一般整型到SuperNumber的转换，该版本中不支持负数8.     SuperNumber(unsigned long l) 9.         memset(data, 0, MAX_SIZE);10.         high = 0;11.     

3、;    while(l) 12.             data+high = l % 10;13.             l /= 10;14.         

4、15.     16.     / str为字符串形式表示的十进制数17.     SuperNumber(const char* str) 18.         assert(str != NULL);19.         high =

5、0;strlen(str);20.         for(int i = high, j = 0; i >= 1; i-, j+) 21.             datai = strj - '0'22. 

6、0;       23.     24.     SuperNumber(const SuperNumber& s) 25.         memcpy(data, s.data, MAX_SIZE);26.         hi

7、gh = s.high;27.     28.     operator const char*() const 29.         return toString(10);30.     31.     SuperNumber& operator=(const

8、60;SuperNumber& s) 32.         if(this != &s) 33.             memcpy(data, s.data, MAX_SIZE);34.           

9、  high = s.high;35.         36.         return *this;37.     38.39.     / 将数据置为040.     void reset() 41.   

10、60;     memset(data, 0, MAX_SIZE);42.         high = 0;43.     44.45.     / str为字符串形式表示的十进制数46.     void setToStr(const char* str) 

11、;47.         assert(str != NULL);48.         high = strlen(str);49.         for(int i = high, j = 0; i >= 1;

12、0;i-, j+) 50.             datai = strj - '0'51.         52.     53.     / 将数据转换成以base指定的进制的字符串形式，默认为十进制54.  

13、0;  const char* toString(int base = 10) const 55.         static char bufMAX_SIZE;56.         const char table = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOP

14、QRSTUVWXYZ"57.58.         if(high = 0) return "0"59.60.         assert(base >= 2);      / 指定的进制应该不小于261.62.      

15、;   / 进制转换63.         bufMAX_SIZE-1 = '/0'64.         int begin = MAX_SIZE-1;65.         char tempMAX_SIZE;66.   

16、;      memcpy(temp, data, MAX_SIZE);67.         while(1) 68.             / 找最高位的起始位置69.           &#

17、160; int h = high;70.             while(temph = 0 && h >= 1) h-;71.             if(h = 0) break;72.

18、73.             / 除基取余74.             int t = 0;75.             while(h >= 1) 76.

19、                t = t * 10 + temph;77.                 temph = t / base;78.   &#

20、160;             t = t % base;79.                 h-;80.             81. &#

21、160;           buf-begin = tablet;82.         83.84.         return buf+begin;85.     86.87.     / 乘法88.

22、    SuperNumber operator*(const SuperNumber& s) const 89.         SuperNumber result;     / default set to 090.         i

23、nt i, j;91.         92.         / 相乘93.         for(i = 1; i <= high; i+) 94.         &

24、#160;   for(j = 1; j <= s.high; j+) 95.                 int k = datai * s.dataj + result.datai+j-1;96.      

25、;           result.datai+j-1 = k % 10;97.                 result.datai+j += k / 10;98.       &#

26、160;     99.         100.         / 进位101.         for(i = 1; i < MAX_SIZE - 1; i+) 102.   &

27、#160;         if(result.datai >= 10) 103.                 result.datai+1 += result.datai / 10;104.       &#

28、160;         result.datai %= 10;105.             106.         107.         / 确定最高位108.   &

29、#160;     for(i = MAX_SIZE-1; i >= 1 && result.datai = 0; i-);109.         result.high = i;110.111.         return resu

30、lt;112.     113.114.     / 除法，内部调用doDivide来实现115.     SuperNumber operator/(const SuperNumber& s) const 116.         SuperNumber q, r;117.    

31、;     doDivide(s, q, r);118.         return q;119.     120.     / 模运算，内部调用doDivide来实现121.     SuperNumber operator%(const SuperNumber& s

32、) const 122.         SuperNumber q, r;123.         doDivide(s, q, r);124.         return r;125.     126.127.   

33、0; / 除法运算，一次除法运算中同时得到商和余数，运算符/和%的重载128.     / 内部会调用这个函数，dest为除数，Q为商，R为余数，算法使用试除法129.     void doDivide(const SuperNumber& dest, SuperNumber& Q, SuperNumber& R) const 130.    

34、;     int i, j, t;131.132.         Q.reset();133.         Q.high = high - dest.high + 1; / 商的初始位数134.       &#

35、160; R = *this;                     / 余数初始实为被除数135.         t = dest.high;136.        

36、0;/ 判断除法是否结束137.         while(R >= dest) 138.             / 循环相减进行试除139.             while(dest >= 

37、;R.sub(1, t) 140.                 Q.dataQ.high- = 0;141.                 +t;142.       

38、60;     143.             while(R.sub(1, t) >= dest) 144.                 / i为相减时被除数最低下标，j为除数最低下标145.  

39、               for(i=R.high-t+1,j=1; j<=dest.high; i+,j+) 146.                     R.datai -= des

40、t.dataj;147.                     if(R.datai < 0) 148.                      &#

41、160;  R.datai += 10;149.                         R.datai+1 -= 1;150.              

42、60;      151.                 152.                 while(R.datai < 0 && i 

43、<= R.high) 153.                     R.datai += 10;154.                     R.

44、datai+1 -= 1;155.                     +i;156.                 157.        &

45、#160;        Q.dataQ.high += 1;158.             159.             / 一次试除结束，更新商的最高位下标160.       &

46、#160;     Q.high -= 1;161.             / 更新被除数的最高位下标162.             while(R.dataR.high = 0) 163.     

47、60;           R.high-;164.                 t-;165.             166.       &

48、#160;     t+=1;               / 下一位被除数167.         168.169.         Q.high = high - dest.high&#

49、160;+ 1; 170.         while(Q.dataQ.high = 0) Q.high -= 1;171.         R.high = high;172.         while(R.dataR.high = 0)

50、0;R.high -= 1;173.     174.175.     / 大数模幂算法，很简单的自然算法，即将指数分解为二进制，换句176.     / 更简单的话来说，就是不断地找平方模幂，而不是全部乘方后再177.     / 做一次最终的模运算178.     / a.power_mod(p, n)计算ap m

51、od n179.     SuperNumber power_mod(int power, SuperNumber n) const 180.         SuperNumber c("1"), t(*this);181.182.         while(power) 1

52、83.             if(power % 2) 184.                 c = c * t % n;185.        

53、60;        power -= 1;186.              else 187.                 t = t * t 

54、;% n;188.                 power /= 2;189.             190.         191.192.      

55、;   return c%n;193.     194.195.     bool operator>=(const SuperNumber& s) const 196.         if(high = s.high) 197.       

56、      int k = high;198.             while(datak = s.datak && k >= 1)k-;199.             if(k&#

57、160;< 1) return true; / equal200.             return datak > s.datak;201.          else if(high > s.high) return true;202

58、.         return false;        203.     204.205.     bool operator<(const SuperNumber& s) const 206.        

59、 return !(*this >= s);207.     208.209.     / 从十进制表示的最高位开始数起，数到第i位，从第i位开始截取连续210.     / 的c位数字出来组成一个新的数。例如：数据是，则211.     / sub(3, 5)返回数字34567，如果数字不够取，例如在34567上运行212.   

60、  / sub(3, 5)，因为34567从高位数起第3个数字是5，剩下的数字是567，213.     / 最多只有三个，不够取要求的5个，这个时候返回567，不报错。214.     SuperNumber sub(int i, int c) const 215.         SuperNumber ret;2

61、16.         assert(high >= i);   / 保证可截取217.218.         i = high - i + 1;    / 从高位数起的第i个数位的下标219.      

62、60;  if(i >= c) 220.             ret.high = c;221.             while(c >= 1) ret.datac- = datai-;222.   

63、       else 223.             ret.high = i;224.             while(i >= 1) 225.      

64、0;          ret.datai = datai;226.                 i-;227.             228.     

65、     229.         / 过滤前导0230.         while(ret.dataret.high = 0) ret.high-;231.         return ret;232.     2

66、33.234.     / I/O235.     friend istream& operator>>(istream& in, SuperNumber& s) 236.         char t256;237.         in&#

67、160;>> t;238.         s.setToStr(t);239.         return in;240.     241.     friend ostream& operator<<(ostream& out, const S

68、uperNumber& s) 242.         return out << s.toString(10);243.     244. private:245.     enum MAX_SIZE=256;        / 最大十进制位数246.  &

69、#160;  / 须注意，使用data0存储最高位所在下标是自己的一点小聪明，后来在247.     / 调试的时候发现这是一个极大的错误，不过对于此题目来说可以应付248.     char dataMAX_SIZE;        / 数据的内部表示，字符串形式的十进制249.         

70、                        / 其中data0存储最高位所在下标，data1250.                     &#

71、160;           / 存储数据的最低位，也就是个位251.     int high;252. ;主函数：1. int main(int argc, char *argv) 2.     freopen("in.txt", "r", stdin);3.4.     SuperNumberTest st;5.6. /    st.run();7.8.     / g和n都是超过2127的素数。它们在DH算法中公开9.     SuperNumber g,