如果我有一些以 10 为基数或以 16 为基数的数字,如何将其更改为以 2 32为基数?
我尝试这样做的原因是为了按照此处其他成员的建议实施 BigInt为什么要使用更高的基础来实施 BigInt?
它是否与整数(以 10 为底)相同,直到 2 32?之后会发生什么?
如果我有一些以 10 为基数或以 16 为基数的数字,如何将其更改为以 2 32为基数?
我尝试这样做的原因是为了按照此处其他成员的建议实施 BigInt为什么要使用更高的基础来实施 BigInt?
它是否与整数(以 10 为底)相同,直到 2 32?之后会发生什么?
你正试图找到某种形式的东西
a0 + a1 * (2^32) + a2 * (2^32)^2 + a3 * (2^32)^3 + ...
这正是base-2 32系统的定义,所以请忽略所有告诉您您的问题没有意义的人!
无论如何,您所描述的内容称为基本转换。有快速的方法,也有简单的方法来解决这个问题。快速方法非常复杂(有专门针对该主题的书籍的整章),我不打算在这里尝试解决它们(尤其是因为我从未尝试过使用它们)。
一种简单的方法是首先在数字系统中实现两个函数,乘法和加法。(即实施BigInt add(BigInt a, BigInt b)
和BigInt mul(BigInt a, BigInt b)
)。一旦你解决了这个问题,你会注意到一个以 10 为底的数字可以表示为:
b0 + b1 * 10 + b2 * 10^2 + b3 * 10^3 + ...
也可以写成:
b0 + 10 * (b1 + 10 * (b2 + 10 * (b3 + ...
因此,如果您在输入字符串中从左到右移动,您可以一次剥离一个以 10 为基数的数字,并使用您的add
和mul
函数累积到您的BigInt
:
BigInt a = 0;
for each digit b {
a = add(mul(a, 10), b);
}
免责声明:此方法计算效率不高,但至少可以帮助您入门。
注意:从 base-16 转换要简单得多,因为 2 32是 16 的精确倍数。所以转换基本上归结为连接位。
假设我们正在谈论一个以 10 为底的数字:
a[0]*10^0 + a[1]*10^1 + a[2]*10^2 + a[3]*10^3 + ... + a[N]*10^N
其中 eacha[i]
是 0 到 9(含)范围内的一个数字。
我将假设您可以解析作为输入值的字符串并找到数组a[]
。一旦你能做到这一点,并假设你已经用and运算符实现了你的BigInt
类,那么你就回家了。您可以使用您的类的实例简单地评估上面的表达式。+
*
BigInt
您可以使用Horner 方法相对有效地评估此表达式。
我刚刚把这个写下来,我敢打赌,有更有效的基本转换方案。
如果我有一些以 10 为底或以 16 为底的数字,如何将其更改为以 2^32 为底的数字?
就像您将其转换为任何其他基础一样。您想将数字写n
为
n = a_0 + a_1 * 2^32 + a_2 * 2^64 + a_3 * 2^96 + ... + a_k * 2^(32 * k).
因此,找到 2^32 的最大幂,除以n
,从 中减去该幂的倍数n
,然后用差值重复。
但是,你确定你问对了问题吗?
我怀疑你的意思是问一个不同的问题。我怀疑您的意思是要问:如何将 base-10 数字解析为 my 的实例BigInteger
?这很容易。编写您的实现代码,并确保您已实现+
和*
. 我完全不知道您实际上如何在内部表示整数,但如果您想使用基数 2^32,那么可以。然后:
BigInteger Parse(string s) {
BigInteger b = new BigInteger(0);
foreach(char c in s) { b = b * 10 + (int)c - (int)'0'; }
return b;
}
我会留给你把它翻译成C。
以 16 为底很容易,因为 2 32是 16 8,一个精确的幂。因此,从最低有效位开始,一次读取 8 个 base-16 数字,将这些数字转换为 32 位值,即下一个 base-2 32 “数字”。
Base 10 更难。正如您所说,如果它小于 2 32,那么您只需将该值作为单个 base-2 32 “数字”。否则,我能想到的最简单的方法是使用长除法算法将基数为 10 的值除以 2 32;在每个阶段,余数是下一个以 2 为底的32 “数字”。也许比我了解更多数论的人可以提供更好的解决方案。
我认为这是一件完全合理的事情。
您正在做的是在 32 位整数数组中表示一个非常大的数字(如加密密钥)。
以 16 为基数的表示是以 2^4 为基数的,或者一次是一系列 4 位。如果您正在接收以 16 个“数字”为基数的流,请填写数组中第一个整数的低 4 位,然后是下一个最低位,直到您读取 8 个“数字”。然后转到数组中的下一个元素。
long getBase16()
{
char cCurr;
switch (cCurr = getchar())
{
case 'A':
case 'a':
return 10;
case 'B':
case 'b':
return 11;
...
default:
return cCurr - '0';
}
}
void read_input(long * plBuffer)
{
long * plDst = plBuffer;
int iPos = 32;
*(++plDst) = 0x00;
long lDigit;
while (lDigit = getBase16())
{
if (!iPos)
{
*(++plDst) = 0x00;
iPos = 32;
}
*plDst >> 4;
iPos -= 4;
*plDst |= (lDigit & 0x0F) << 28
}
}
有一些修复要做,比如通过将 *plDst 移动 iPos 来结束,并跟踪数组中的整数数量。
还有一些工作要从基数 10 转换。
但这足以让您入门。