项目简介&项目地址
CBigNum 是本人独立开发开源的一款大数计算库，支持任意位数整数带任意位数小数的浮点运算。您可以通过本库执行非常大的数据运算或非常高精度的除法运算(您可以随意指定除法的小数保留到第几位)以及各种科学计算(详见1.3)。
项目地址：https://github.com/ChrisChen0904CY/CBigNum
目录
- 0. 如何部署
- 1. 如何使用
- 2. 使用示范
- 3. 数据结构说明
- 4. 联系邮箱
0. 如何部署⬆️
本开源库支持通过CMake进行本地部署安装，具体操作如下：
Linux 部署说明
1. 首先，您需要克隆或下载本项目到本地。
2. 在本项目地址打开终端，执行以下命令：
mkdir build cd build cmake .. cmake --build .
3. 如果您希望将本大数库安装到您的系统环境中，请接着执行如下命令：
cmake --install .
Windows 部署说明(有VS)
1. 首先，您需要克隆或下载本项目到本地。
2. 在本项目地址打开命令提示符 cd，执行以下操作：
mkdir build cd build cmake .. -G "Visual Studio 16 2019" -A x64
3. 接着请以VS打开构建出的 .sln 文件进行编译输出。
4. 如果您希望将本大数库安装到您的系统环境中，请接着执行如下命令：
cmake --install .
Windows 部署说明(MinGW)
1. 首先，您需要克隆或下载本项目到本地。
2. 在本项目地址打开命令提示符 cmd，执行以下操作：
mkdir build cd build cmake .. -G "MinGW Makefiles"
3. 接着执行如下命令编译库
mingw32-make
4. 如果您希望将本大数库安装到您的系统环境中，请接着执行如下命令：
cmake --install .
如果您只是希望短暂地使用本库，你可以直接将 cbignum.h 和 cbignum.cpp 两个文件复制到您的项目工程中，并直接调用即可：
#include "cbignum.h"
1. 如何使用⬆️
1.1 实例化
本大数库支持多种类型的数据实例化方法，实例化的方法如下：
CBigNum num(xxx);
此处 xxx 可以是以下类型的任意常量或变量：
| 数据类型 | 备注 |
|---|---|
| short; unsigned short | 无 |
| int; unsigned int | 无 |
| long int; unsigned long int | 无 |
| long long int; unsigned long long int | 无 |
| float | 无 |
| double | 无 |
| long double | 无 |
| string | 需要是严格的浮点数或整数字符串，无法解析的字符串会按照默认构造实现。另外从字符串构造大数时会自动去除前缀和后缀零。 |
| vector<char>, vector<char> | 前者代表整数部分数据，后者代表小数点部分数据，详见第三章解释 |
1.2 运算支持
本开源库目前支持四则运算以及四则运算的混合运算，同时实现了十进制上的左右移运算以及整除和取余。同时支持各种比较符和负号的使用。
下表是关于各运算或操作的具体说明：
| 运算类型 | 运算符号或函数 | 备注 |
|---|---|---|
| 加法 | +, += | 无 |
| 减法 | -, -= | 无 |
| 乘法 | *, *= | 无 |
| 除法 | /, /= | 不可以用零做分母，并且可以调用函数void setResFracBits(long long bits);来控制结果保留的小数位数 |
| 左移 | <<, <<= | 左移符号后只能跟随整数，负数的时候会视作右移 |
| 右移 | >>, >>= | 右移符号后只能跟随整数，负数的时候会视作左移 |
| 整除 | pair<CBigNum, CBigNum> intDivision(const CBigNum& other) const; | 返回一个pair，前者是整除的商，后者是余数且为浮点余数 |
| 取余 | %, %= | 返回浮点余数 |
| 负号 | - | 无 |
| 大小比较符 | >, >=, <, <=, ==, != | 无 |
| 绝对值 | CBigNum abs(const CBigNum& num) const | 无 |
| 四舍五入 | round(long long bits) | 将大数四舍五入到指定位数，并将精度位数同步修改到指定位数 |
1.3 科学计算(cbigmath.h)
本项目参考《实用数值计算方法》(甄西丰 著) 一书完成了 cbigmath.h 与 cbigmath.cpp 实现了对如下一些函数的计算功能。您同样可以通过设置大数的resFracBits值来控制这些函数的计算精度。
| 科学运算 | 具体函数 | 备注 |
|---|---|---|
| 多项式计算 | poly_value(const T& value, T* A, long long n) | T是所有支持构造成CBigNum的类，数组A是多项式的每一项系数 |
| e x e^x ex | exp(const T& value) | 无 |
| 幂运算 | pow(const CBigNum& num, const T& value) | 可以计算 n u m v a l u e num^{value} numvalue |
| 开n次方根 | nrt(const T& value, long long n) | 可以开正整数n次根 |
| 开平方 | sqrt(const T& value) | 无 |
| 开立方 | cbrt(const T& value) | 无 |
| 自然对数 | ln(const T& value) | 给定的数必须是正数 |
| 普通对数 | log(const CBigNum& base, const T& value) | 底数为不是1的正数，真数为正数 |
| 正弦函数 | sin(const T& value) | 无 |
| 余弦函数 | cos(const T& value) | 无 |
| 正切函数 | tan(const T& value) | 无 |
| 余切函数 | cot(const T& value) | 无 |
| 反正弦函数 | asin(const T& value) | 给定的值必须在[-1, 1]之间 |
| 反余弦函数 | acos(const T& value) | 给定的值必须在[-1, 1]之间 |
| 反正切函数 | atan(const T& value) | 无 |
| 反余切函数 | acot(const T& value) | 无 |
1.4 输出支持
本大数类型实例化的对象可以直接通过 cout 输出，并且大数指针也可以直接输出。
2. 使用示范⬆️
- 实例化和输出
CBigNum num1; // 0
CBigNum num2(123); // 123
CBigNum num3(-556); // -556
CBigNum num4(0); // 0
CBigNum num5("0001.2345678900"); // 1.23456789
CBigNum num6("-123465789.987654321"); // -123456789.987654321
CBigNum num7("1..02"); // 0
CBigNum num8(1.23456); // 1.23456
CBigNum num9(-23456.123); // -23456.123
CBigNum num10(0.1); // 0.1
- 各种运算和比较符的使用
num1 + num2; // 123
num1 - num2; // -123
num1 * num2; // 0
num1 / num2; // 0
num1.intDivision(num2); // 0 123
num1 % num2; // 0
abs(num2); // 123
-num2; // 123
num2 << 1; // -1230
num2 << -1; // -12.3
num2 >> 1; // -12.3
num2 >> -1; // -1230
- 除法保留位数的控制
/* 123 / 1.23456 */
num2.setResFracBits(16);
num2 / num8; // 99.6306376360808709
num2.setResFracBits(32);
num2 / num8; // 99.63063763608087091757387247278383
3. 数据结构说明⬆️
本项目用两个vector<char>数组来分别存储大数的整数部分和小数部分。以一个bool类型变量positive来标记大数的正负情况。另外每个大数还有一个long long类型的成员变量resFracBits用来控制该数做除数时商的小数点后保留位数。
4. 联系邮箱⬆️
如果您对本项目有任何建议、想法或疑惑请联系我的邮箱：
📫chrischanyedu@gmail.com
