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C++怎么实现大数加法 C++高精度运算算法思路与代码【竞赛】

尼克

尼克

发布时间:2026-01-31 07:59:08

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来源于php中文网

原创

用 std::string 实现大数加法最稳,因其天然支持索引、长度查询与反向遍历,输入输出零成本,且避免数组越界、vector 初始化/反转/清零等冗余操作。

c++怎么实现大数加法 c++高精度运算算法思路与代码【竞赛】

直接用 std::string 存数字、从低位到高位逐位模拟手算加法,是 C++ 竞赛中实现大数加法最稳、最不易出错的方式。

为什么不用数组或 vector 存单个数字?

数组/vec 虽然也能做,但需要额外维护长度、容易越界;而 std::string 天然支持索引、长度查询、反向遍历,且输入输出零成本(题目基本都给字符串输入)。竞赛里时间紧,string 更少出错。

  • 输入直接读成 string a, b,无需拆分
  • 计算时用 a[i] - '0' 转数字,安全可靠
  • 结果仍为 string,可直接 cout
  • 避免 vector 初始化、反转、前导零清理等冗余操作

加法核心逻辑:从末尾开始,带进位累加

关键不是“怎么加”,而是“怎么处理进位和边界”。两个字符串长度不同,必须统一从最低位(即 a.back())开始对齐,用两个下标分别倒着走。

  • i = a.size()-1, j = b.size()-1,进位 carry = 0
  • 循环条件是 i >= 0 || j >= 0 || carry(注意:carry 不为 0 也要继续,比如 "9"+"1" 最后要补一位)
  • 每次取值: int da = i >= 0 ? a[i--] - '0' : 0,同理处理 b
  • 当前位结果:(da + db + carry) % 10,新进位:(da + db + carry) / 10
  • 把结果数字转 char 推入 result 字符串,最后 reverse(result.begin(), result.end())

常见错误与避坑点

竞赛现场写挂,90% 出在这些地方:

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  • 忘记处理最终进位 —— 导致 "999"+"1" 输出 "000" 或漏掉 "1"
  • 下标越界没判:比如 i-- 后立刻用 a[i],但此时 i 已是 -1(有符号整型溢出,行为未定义)
  • push_back('0' + sum % 10) 后忘了 reverse,结果是反的
  • 误把字符相加:a[i] + b[j] 得到的是 ASCII 和,不是数字和 —— 必须减 '0'
  • 使用 int 存中间和:虽然单次最大是 9+9+1=19,没问题;但若扩展乘法,这里就得改 long long

一个能直接交题的精简版本

以下代码通过了洛谷 P1601、AcWing 791 等典型大数加法题:

string add(string a, string b) {
    string res;
    int i = a.size() - 1, j = b.size() - 1, carry = 0;
    while (i >= 0 || j >= 0 || carry) {
        int da = i >= 0 ? a[i--] - '0' : 0;
        int db = j >= 0 ? b[j--] - '0' : 0;
        int sum = da + db + carry;
        res.push_back('0' + sum % 10);
        carry = sum / 10;
    }
    reverse(res.begin(), res.end());
    return res;
}

注意:题目保证无前导零,所以不用额外删;若需处理(如输入含前导零),应在计算前用 erase 清理,但竞赛题一般不考这个。

真正难的不是加法本身,而是把这套思路稳定复现出来——尤其是循环条件和下标更新顺序,现场一慌就写反。多默写两遍,比看十篇解析管用。

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