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【数据结构·队列】链队列(带头结点)模板简单应用算法设计:长整数加法计算

时间:2024-06-09 15:59:25浏览次数:31  
标签:结点 return string 队列 int result str front 数据结构

目的:使用C++模板设计链队列的抽象数据类型(ADT)。并在此基础上,使用链队列ADT的基本操作,设计并实现简单应用的算法设计。

内容:(1)请参照单链表的ADT模板,设计链队列的抽象数据类型。(由于该环境目前仅支持单文件的编译,故将所有内容都集中在一个源文件内。在实际的设计中,推荐将抽象类及对应的派生类分别放在单独的头文件中。参考教材、课件,以及网盘中的单链表ADT原型文件,自行设计链队列的ADT。)

注意:链队列带头结点。

(2)ADT的简单应用:使用该ADT设计并实现应用链队列的算法设计。

应用:假设2个任意长度的整数x、y分别由带头结点的链队列A和B存储,现要求设计一个算法,实现任意长的整数进行加法运算。

参考函数原型:

template<class ElemType>

void Long_Int_Add( LinkQueue<ElemType> &A, LinkQueue<ElemType> &B, string &result, string &A_str, string &B_str ); //result 计算结果字符串

辅助函数原型:

(1)从长整数的低位开始拆分(4位为一组,即不超过9999的非负整数),依次入队到链队列中;头结点的数据域存放正负数标志(正数或0:1,负数:-1)。

template<class ElemType> 

void Input_Int_Division( LinkQueue<ElemType> &A, string &str );

(2)计算结果中间位格式控制

string Int_String( int result );

(3)两个长整数的绝对值大小比较(x>y 返回值为1;x<y 返回值为2;x=y 返回值为0;)

template<class ElemType>

int Two_LongNum_Compare( string &A_str, string &B_str );

输入说明

第一行:长整数x

第二行:长整数y

输出说明

第一行:格式化后的长整数x(从低位到高位每4位用‘,’分开)

第二行:格式化后的长整数y(从低位到高位每4位用‘,’分开)

第三行:空行

第四行:格式化后的计算结果(从低位到高位每4位用‘,’分开)

输入范例

-53456467576846547658679870988098
435643754856985679

输出范例

-5345,6467,5768,4654,7658,6798,7098,8098
43,5643,7548,5698,5679

-5345,6467,5768,4611,2014,9250,1400,2419

AC代码

#include<iostream>
#include <sstream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<cstdlib>
#include<cmath>
#include<stack>
#include<vector>
#include <climits>
#define MAX_SIZE 100
using namespace std;
template<class ElemType>
struct LinkQueueNode
{
    ElemType data;
    LinkQueueNode<ElemType> *next;
    LinkQueueNode(LinkQueueNode<ElemType> *ptr = NULL){next = ptr;}
    LinkQueueNode(const ElemType &item, LinkQueueNode<ElemType> *ptr = NULL)
    {
        next = ptr;
        data = item;
    }
};
template<class ElemType>
class LinkQueue
{
    private:
      LinkQueueNode<ElemType> *front;
      LinkQueueNode<ElemType> *rear;
      int length;
    public:
      LinkQueue()
      {
          front=rear=new LinkQueueNode<ElemType>();
          front->next=NULL;
          length=0;
      }
      int QueueLength() const{ return length;}
      bool QueueisEmpty() const;
      bool deQueue( ElemType &e )
      {
          if(QueueisEmpty())return false;
          auto p=front->next;
          e=p->data;
          front->next=p->next;
          if(rear==p)rear=front;
          delete p;
          length--;
          return true;
      }
       bool enQueue( ElemType e )
       {
           auto p=new LinkQueueNode<ElemType>(e);
           rear->next=p;
           rear=p;
           length++;
           return true;
       }
       void clear()
       {
           rear->next=NULL;
           front=rear;
           length=0;
       }
       void change_front(int da)
       {
           front->data=da;
       }
       int front_data(){return front->data;}
       LinkQueueNode<ElemType> * getfront(){return front;}
       LinkQueueNode<ElemType> * getrear(){return rear;}
};
template<class ElemType>
void niprint(LinkQueue<ElemType> &A,LinkQueueNode<ElemType> *p)
       {

           if(p->next==NULL){cout<<p->data<<',';return ;}
           niprint(A,p->next);
           if(p!=A.getrear())
           {

              if(p->data<10)cout<<"000";
              else if(p->data<100)cout<<"00";
              else if(p->data<1000)cout<<"0";
           }
           cout<<p->data<<',';

       }
template<class ElemType>
bool LinkQueue<ElemType>::QueueisEmpty() const
{
   if(front==rear)return true;
   return false;
}
template<class ElemType>
void Input_Int_Division( LinkQueue<ElemType> &A, string &str )
{
    int numlen=str.size(),i,number,len,bj=0;
    if(str[0]=='-')
        {
            bj++;
            A.change_front(-1);
            numlen--;
        }
    else A.change_front(1);
    if(numlen%4==0)len=numlen/4;
    else len=numlen/4+1;
    int num=numlen%4;
    for(int i = 1; i <= len; i ++)
        {
            if(4 * i <= numlen)
            {
                number = atoi(str.substr(numlen - 4*i+bj,4).c_str());
                A.enQueue(number);
            } else
            {
                number = atoi(str.substr(bj,num).c_str());
                A.enQueue(number);
            }
        }
    if(A.front_data()==-1)cout<<'-';
    auto p=A.getfront()->next;
    if(A.QueueLength()==1)
    {
        cout<<p->data;
    }
    else{
        if(p->next!=NULL)niprint (A,p->next);
    if(p->data<10)cout<<"000";
    else if(p->data<100)cout<<"00";
    else if(p->data<1000)cout<<"0";
    cout<<p->data;
    }
    cout<<endl;

}
/*template<class ElemType>
string Int_String( int result )
{

}*/
int compare(string &a,string &b,int i,int j,int len)
{
    for(int k=0;k<len;i++,j++,k++)
    {
        if(a[i]>b[j]){return 1;}
        if(a[i]<b[j]){return 2;}
    }
    return 0;
}
template<class ElemType>
int Two_LongNum_Compare(string &A_str,string &B_str)
{
    int alen=A_str.size(),blen=B_str.size(),signa=0,signb=0;
    if(A_str[0]=='-'){alen--;signa=1;}
    if(B_str[0]=='-'){blen--;signb=1;}
        if(alen>blen)return 1;
        else if(alen<blen)return 2;
        else return compare(A_str,B_str,signa,signb,alen);
}
string Int_String( int result )
{
    string str = "";
    string Result;
    stringstream ss;
    ss<<result;
    Result = ss.str();


    if(result == 0) str = "0000";
    else {
        if(result < 10 && result > 0) str = "000";
        if(result < 100 && result > 9) str = "00";
        if(result < 1000 && result > 99) str = "0";
        str.append(Result);
    }
    return str;
}
template<class ElemType>
void calculate(LinkQueue<ElemType>A,LinkQueue<ElemType>B,string &a,string &b)
{

    int f=Two_LongNum_Compare<int>(a,b);//要有<int>
    //绝对值大的放A中;
    if(f<=1)
    {
        Input_Int_Division(A,a);
        Input_Int_Division(B,b);
    }
    else
    {
        Input_Int_Division(B,a);
        Input_Int_Division(A,b);
    }
    int carry=0;//进位
    int Asignal=A.front_data(),Bsignal=B.front_data(),Atemp,Btemp,temp=0;
    string result2,result;

        while(!B.QueueisEmpty())
        {
            A.deQueue(Atemp);
            B.deQueue(Btemp);
            //中间的某一次计算
            temp = Atemp + Bsignal * Asignal *  Btemp + carry;

            if(temp > 9999)
            {
                carry = 1;
                temp = temp - 10000;
            }
            else if(temp < 0 )
            {
                carry = -1;
                temp =10000 + temp;
            }
            else
            {
                carry = 0;
            }

            //对中间某一次计算的拼接
            result2 = Int_String(temp);
            result2.append(",");
            result2.append(result);
            result = result2;
            result2 = "";


        }

        //如果A比较长,还没有遍历完
        while(!A.QueueisEmpty() || carry == 1)
        {
            Atemp = 0;
            A.deQueue(Atemp);
            temp = Atemp + carry;
            carry = 0;
            result2 = Int_String(temp);
            result2.append(",");
            result2.append(result);
            result = result2;
            result2 = "";
        }

        //最后在统一去除其中没有用的0
        int i = 0;
        for(;i < result.length();i ++)
        {
            if(result.at(i) == '0' || result.at(i) == ',')
            {
                continue;
            }else
            {
                break;
            }
        }
        string reTemp = result.substr(i,result.length());
        result = reTemp;

        //最高位上补上对应的符号位
        if(Asignal == -1)
        {
            result.insert(0,"-");
        }
        if(result.length()>0)
            result.erase(result.length() - 1);

        //输出最后的结果
        cout<<endl;
        if(result.length() == 0)
            cout<<"0";
        else
            cout<<result;

}

int main()
{
    string a,b;
    getline(cin,a);
    getline(cin,b);
    LinkQueue<int> A,B;
    calculate(A,B,a,b);
    return 0;
}

标签:结点,return,string,队列,int,result,str,front,数据结构
From: https://blog.csdn.net/2301_80102216/article/details/139562745

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